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太阳系越看越古怪

2015-5-25不详佚名

▲听说很像地球又不像地球的“超级地球”(Lynette Cook/SPL)

“大策略”中推测出的小行星在带质量、轨道以及构成物质上,都接近于我们今天所看到的小行星带。“大策略”只能描述木星是如何到达现在一个相对较远的位置上的,解释不了为什么木星是太阳系里形成的第一颗行星。

Laughlin承认“大策略理论”听上去太复杂,有点疯狂。“事实上,你不得不去怀疑它的可能性。从过去到现在,我一直在怀疑。”但是考虑到到目前为止,也只有“大策略”理论是比较成功的,Laughlin和另一个来自美国加州帕萨迪纳研究所理论学家Konstantin Batygin,决定继续沿用“大策略”模型进行深入研究。“先把怀疑放一边,看看大策略能给我们带来什么样的结果。”

木星的征途

结果非常暴力。计算机模拟显示,当木星不断向太阳系内部进发时,一路上横扫千军,像一架犁,犁过了所有气体、尘埃和半成型的行星——直径小于1000公里的行星,也被成为星子,并触发了星子之间的碰撞,碎裂成更小的石块。当石块直径小于1公里时,周围的气体便轻而易举地将它们拖进了太阳。

▲“麻脸”水星(NASA/SPL)

其他恒星附近存在超级地球,而几个超级地球就能跟着星子形成一个行星。但是如果有类似木星的行星靠近,行星引力会锁定超级地球与星子,然后将连带着超级地球将星子送进了太阳。

木星安全抵达外太阳系时,一路上留下的碎片足够形成地球和其他小型的岩石星球了。如果这是真的,其他行星系统的情况也大体相同。感谢折腾的木星,让水星与太阳间的距离空间如此清爽干净。否则现在留下的将是一堆混乱的超级地球,没有地球就没有我们了。

这些解释还是在讲故事,一连串错综复杂的事件不过强调了我们居住的太阳系有多古怪。

从目前的数据上看,“大策略”理论还是颇有希望被证实的。“初步迹象开了个好头,”Laughlin说“那些周围存在超级地球的恒星是没有类似木星的远处行星的”

到底能不能被证实,得到了2017年太阳系外行星调查卫星(TESS)发射之后才能揭晓。外行星调查卫星将在太阳附近搜寻行星。

Laughlin不会一直按照“大策略”模型来。“我们只是知道了太阳系比较特别,”他说,“这是初步理解这一现实所要做的工作之一。我敢肯定,还会有很多更好的更有说服力的理论在等着我们。”

只有小古怪,没有大不同

太阳系真的古怪到孤家寡人的地步?“眼前所有的迹象都在暗示着我们是这个宇宙的稀有物种,”Walsh说。但同时,宇宙行星的排查工作还远位完成。

天文学家只是尚未探测到许多类似太阳系中的行星。“只用目前的方法更难难发现与我们类似的行星系统,”来自宾夕法尼亚州立大学的行星学家Jim Kasting说,“我们没找到并不意味着它们不常见,只能说明它们不容易被发现。”

▲即便是发现类似的更大的土星仍然需要很多时间(NASA)

“尤其是当前的望远镜还看不到其它小于地球的行星。也没有一颗外行星调查卫星有能力在其他类太阳系星系中探到一颗在轨道半径与大小上类似地球的行星。”

在太阳系外发现更大的这样的行星需要更多的时间。目前开普勒和TESS只能通过行星走到恒星前留下的暗点来扑捉行星的踪影。但是由于很多行星轨道太大,像土星的绕轨道一周需要29年,天文学家扑捉一次行星过境需要等上很多年。

▲经过恒星的行星(NASA)

但是我们依然不缺少分析关于轨道半径比水星还短的超级地球的数据。“它们太常见了,”Laughlin说。少见的是轨道半径类似于木星的气体行星。像太阳这样的恒星也不是少到稀有的程度,总数占整个银河系所有恒星的10%。“所以,太阳系是某种程度上的古怪。”

说到底,“古怪”只是一种主观感受。有人估计银河系有五分之一的类太阳恒星拥有这样古怪的配置,占银河系恒星总数的2%左右。不要觉着1%和2%很小,银河系有几千亿个这样的星系,1%就意味着几十个亿。

▲浩瀚的银河系里可能藏着数千亿颗行星(B.A.E. Inc. Alamy)

“这种情况下,如果太阳系依然能独树一帜,就真的让人惊叹了”,NASA埃姆斯研究中心(Ames Research Center)的行星学家Jack Lissauer说道。“从几十亿个星系中脱颖而出几乎是不可能的。”

▲我们熟悉的地球(NASA)

这也是个好事,找到“地球双胞胎”的可能性大大提升。Lissauer说他相信地球是唯一的,也相信那里也可以像地球一样生机勃勃。

同样乐观的还有Kasting,“我们的太阳系绝不是唯一的。”

所以,纵览整个银河系,只有小古怪,没有大不同。

本文来源:不详 作者:佚名

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