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质量是木星10倍!围绕2颗恒星公转,这颗系外行星有多奇怪

 姿势分子_ 2021-12-09

在太阳系中,木星是绝对的王者。它的体积超过了地球的1300倍,质量超过地球的300倍。

不过,放眼整个宇宙,比木星还大的行星比比皆是。在距离我们325光年的位置上,就有这么一颗巨大的系外行星。它的质量,甚至超过了木星的10.9倍!这颗行星,名字叫做半人马座b b。注意,我没打错,它的宿主恒星叫做半人马座b(b Centauri),所以根据系外行星的 ,它就只能叫半人马座b b(b Centauri b)了。

这颗行星的巨大,已经令科学家们错愕不已了。关于它,还有其他一些信息非常值得关注。

在这个系统中,不仅行星巨大,恒星也非常巨大。天文学家发现,它所围绕的,不是一颗单独的恒星,而是一个双星系统。这两颗恒星的质量加在一起,也超过了太阳的10倍!这样的发现也是历史上的首次,因为此前天文学家们从没有发现过一颗系外行星围绕着超过太阳质量3倍的恒星公转。

瑞典斯德哥尔摩大学的天文学家Markus Janson介绍说:“在半人马座b的旁边发现一颗行星,实在是令人非常兴奋,因为它彻底改变了大质量恒星作为行星宿主的局面。”

据观测,这两颗恒星之间的距离非常接近,以至于很长一段时间里,天文学家都认为这是一颗单独的恒星。直到利用分辨率更高的望远镜观测后,才能够将两颗恒星区分开。

其中,比较大的一个是主星,它在恒星光谱中属于B型恒星,这种恒星极大极亮极热,以至于“烧”成了蓝色,而不是像太阳这样火红火红的。

这个系统整体非常年轻,形成至今大约只有1500万年。要知道,我们的太阳系形成至今,已经有46亿年了!

必须说明的是,这颗行星是科学家利用直接成像法进行研究的。目前人类发现的系外行星中,绝大部分都是通过间接的方式发现的。为什么会这样呢?因为系外行星本身不发光,只能反射宿主恒星的光。然而,距离宿主恒星太近的话,它们就会被宿主恒星的光芒所掩盖;离得太远,又不容易反射恒星的光芒。

不过,半人马座b b是一个例外。它距离宿主恒星真的非常远,达到了556个天文单位(也就是日地距离的556倍,相当于830亿公里),完全不用担心宿主恒星太亮。另一方面,它和我们的距离325光年也确实不算太远,所以即使相对暗一些,也能够被我们观测。

(图片说明:左侧是半人马座b,右侧是半人马座b b)

斯德哥尔摩大学的天文学家Gayathri Viswanath形容这颗行星时说:“半人马座b的行星是一颗特立独行的行星,它所处的环境和我们在地球这里或者在我们的太阳系内都完全不同的。这里的环境非常恶劣,由极端辐射所统治。这里的一切都是大码的,大码的恒星,大码的行星,距离的尺码也更大。”

最神奇的还不是这些,而是它的存在本身。它已经挑战了天文学家现有的行星形成模型,这是让他们比较头疼的地方。它的存在之所以让天文学家困惑不已,就与Viswanath所说的极端辐射有关。

这事还要从恒星的形成说起。

根据目前的研究,一个恒星系统的形成,源自于一片原始星云。在这片星云里,某些区域的物质密度较大,具备更大的引力,于是将更多物质吸收到自己这里,获得更大的质量和引力,从而吸引更远的物质,在这种滚雪球式的增长过程中,这团物质就会坍缩形成一颗恒星,发光发热。

恒星不会完全吸收周围的物质,在它刚刚形成后,周围还会围绕着一个巨大的由气体和尘埃形成的盘状结构。这里的物质在围绕恒星公转的同时,也会逐渐凝聚,形成其他的天体,比如行星。

关于行星的形成模型,目前有两个比较流行,分别是引力坍缩模型核心吸积模型

(图片说明:原行星盘艺术图)

所谓的引力坍缩模型,指的是在原行星盘的局部出现引力的不平衡,然后由其中的气体和尘埃直接坍缩而形成行星的模式。

至于核心吸积模型,指的是在恒星形成后,周围有一些小的冰块或岩石存在于原行星盘中。这些物体碰撞后通过静电力结合,不断累积,形成了一颗行星。并且,在它的质量达到地球10倍时,就会增加吸收周围物质的速度,迅速成长,从而形成一颗巨大的行星。

不过,这种理论可能不适用于半人马座b b。天文学家认为,它和宿主恒星之间的距离太远了,通过这样的方式在这个位置上形成的可能性非常低。

(图片说明:正在形成的系外行星)

另一方面,天文学家注意到,虽然整体都比太阳系大一码,但半人马座b b与它的宿主恒星之间的质量之比,和木星与太阳的质量之比非常接近,这又暗示着核心吸积模型是非常有可能的。

这就矛盾了,到底是怎么回事呢?

天文学家推测:诚然,半人马座b b不太可能在今天的位置上通过核心吸积模型形成,但这里提到的关键点有两个,一个是形成的模式,还有一个是位置。如果模式没问题,那就是位置的问题。他们推测,半人马座b b可能是在比较靠近宿主恒星的位置上形成的,但是在形成之后,它逐渐迁移到了今天的位置上。

(图片说明:行星在形成之后可能会迁移轨道)

至于这个理论是不是真实情况,目前还不得而知,需要更多的研究和发现了。

这样看来,这个系统中不但天体巨大,其蕴藏的谜题也很大。天文学家还需要对它进行更多的观测去解答,也保不齐某一天,非但没有解开这个巨大的谜题,反而发现了更大的谜题……

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