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为什么太阳系没有热木星?科学家给出三种假设 也许预示地球未来

时间:2010-07-19

过去,人类对行星形成和演化的理解都是基于太阳系内的八大行星

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本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛。

过去,人类对行星形成和演化的理解都是基于太阳系内的八大行星。但近20年的时间里,人类不断发现超过4000颗系外行星时,这一切都改变了。

在遥远的太阳系外,系外行星是最引人入胜的一类天体。其中有一些被称为热木星的气态行星,它的体积大小与木星相似,但公转轨道却极其接近主恒星(仅18小时就可公转一圈)。而现在的问题在于:这些热木星是在接近主恒星的位置、还是远离主恒星的位置形成的?

对热木星的新发现

我们在太阳系中找不到这样的星球,所以就将目光看向了更远的位置。科学家就发现了一颗年轻的热木星HIP67522b,它所围绕的主恒星年龄大约只有1700万年,也就意味着这颗热木星的年龄可能只有几百万年,而目前探测到年龄最大的热木星则超过十亿年。HIP67522b的公转时间为7个地球天,是地球直径的十倍,质量却与太阳相似,科学家希望能从这颗年轻的热木星上预测到太阳系行星的未来。

这颗热木星是科学家通过探测卫星找到的:科学家一直在探测系外恒星的亮度倾角,只要发现其亮度的变化,就代表有一颗行星经过了地球和这颗恒星之间。但这其中又存在许多误差,比如经过的陨石、其他天体的遮挡,甚至恒星的表面往往都存在很多斑点(类似太阳黑子),它们看上去都与正在运行的行星类似,而这些都会造成判断上的失误。

电脑模拟下的热木星

热木星靠近其主恒星的三个假设

很难想象热木星会在接近主恒星的位置形成,因为那里的环境太过恶劣,恒星的炽热不仅会使行星蒸发太多物质,而且恒星在形成初期还会时常爆发恒星风,这对行星磁场来说都是巨大的威胁。

所以科学家提出了热木星会靠近主恒星的三个假设,一种是热木星确实在那里形成,只不过位置与主恒星有着极限的临界点。这也是热木星几乎全部由气体组成的原因,那里的温度不可能让固态物质形成。

第二种假设认为,热木星诞生于远离恒星的位置,但在还是普通行星时期就开始向主恒星靠近了。在这种假设下的行星与主恒星的诞生时间差别不大,那时的恒星还在被气体和尘埃盘包裹着,热木星的行星时期也在其中。这种状态下,恒星的重力与行星之间的质量产生了相互作用,恒星将体积较小的行星拉过来,并在一个合适的位置停下,才形成了后来的热木星。

最后一种假设认为,如果这个恒星系统中有其它大质量行星,其引力可推动体积较小的行星迁移至靠近主恒星的位置。但此种假设的可能性微乎其微,如果发生这种情况,那么这个恒星系统中的某一颗行星的质量将会与主恒星近似,目前还没有在宇宙中发现类似的情况。科学家正在努力了解热木星的成因以及对恒星系统的影响,为的是与太阳系中的行星做对比,也许这颗年轻的热木星,就正预示着地球的未来。

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