浩瀚宇宙怎造行星?过程千奇百怪不可思议

2006年10月26日09:17  来源:《科技日报》

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  法国巴黎天体物理研究所10月中旬进一步确认,他们与英国和瑞士科学家共同合作,最近在太阳系外发现了两个正在形成的新的行星。这两个行星分别被命名为WASP-1b和WASP-2b。WASP-1b位于仙女星座,距地球大约1000光年;WASP-2b位于海豚座,距地球大约500光年。

  据法国天体物理研究所介绍,这两个行星与木星一样属于气体星球,但它们绕恒星公转一周的周期分别为2.5天和2.2天,而木星环绕太阳公转一周的周期大约是12年。此外,由于离恒星近,这两个行星的表面温度都很高,因此属于“热木星”类行星。

  这两颗行星的发现和鉴定主要借助于英国SuperWASP系统的光测技术和法国新一代摄谱仪的径向速度测量技术。研究人员表示,尽管用肉眼难以看见这两个行星,但天文爱好者借助一台非专业望远镜就能看见。

  北京天文馆馆长朱进对此解释说,这两个新行星的发现方法叫做“凌掩法”。当行星运行到地球与恒星之间时,行星会使恒星的亮度有所减弱。如果这时用亮度精度很高的仪器观测,就会发现恒星的亮度有周期性的微小变化,从而推测其周围有行星的存在。加上这两个新发现的行星,目前天文学界利用“凌掩法”发现的太阳系外行星已经达到14个。

  迄今,科学界已发现200多个与太阳一样有行星围绕其公转的恒星,而围绕这些恒星公转的行星特别引起天文学界的兴趣,因为对这类行星及其质量的分析,可以帮助科学界了解气体星球的内部结构,并通过与太阳系同类星球进行比较,更好地了解行星的形成和演变。

  据悉,法国近期将与欧洲其他国家合作发射一颗名为COROT的天文卫星,以期找到更多的太阳系外行星。

  美国航空航天局(NASA)2005年夏天开始投入使用的“斯皮策”空间望远镜为太空开辟了更广阔的视野,它专门用于接受穿透力强的红外线,可以观测厚而致密的星云中恒星和行星的形成过程。运行仅仅数月之后,“斯皮策”空间望远镜超出了创建者们最乐观的预期。它不仅找出了行星形成的明显证据,而且揭示出行星形成过程之奇异、随机,其千奇百怪不可思议的程度远远超出人们的想象。

  以往的行星形成假说受到质疑

  天文学家很久之前提出过“勾兑”行星的基本方法,这种方法简单得很:捧一团星际分子云(基本成分是低温气体和尘埃),轻轻摇动,再等各种成分的运动沉淀下来,气体和尘埃开始在自身重力作用下坍缩,大量物质向中心聚集,于是形成了行星的雏形,不过原始星云的任何微小旋转在收缩过程中都会明显放大。旋转运动会将物质压成一个气体和尘埃构成的圆盘,在100万年的时间里向内旋转并降落在新生恒星上。尘埃圆盘里余下的物质开始形成行星。这一过程清楚地解释了为何我们太阳系的所有行星都朝同样的方向旋转,并且轨道几乎在一个平面上。

  以上的解释都能自圆其说,但要解释行星如何从恒星剩余物质中形成则很费心思。人们提出了很多行星形成的详尽理论,但大多以大量假设为依据,很难分辨哪个或者究竟有没有一种理论符合真实世界的情况。美国亚利桑那大学的天文学家乔治·里克说:“我们真正需要的是让这些理论跳出想象。”

  这些假说在10年前受到了质疑,因为天文学家首次发现太阳系外还有行星在围绕其他恒星运行。出乎所有人预料的是,这些星系与我们的太阳系截然不同。很多星系有所谓的“热木星”,也就是轨道距离恒星极近的庞大气体行星,温度超过1000摄氏度。还有很多新发现的行星以高度椭圆的轨道运行,有时距离恒星很近,有时又非常远。这也与太阳系行星通常接近圆形的轨道不同。

  天文学家以前认为行星形成之后位置就不再变化,但“热木星”的存在表明,在行星生命早期,轨道常常会剧烈变化。大行星可能在一开始距离恒星比较远,然后由于引力作用呈螺旋状靠近。这种轨道改变可能毁灭已经形成的像地球这样的小行星,因为向内运动的大行星会像保龄球撞倒球瓶一样摧毁小行星。因此行星形成的时间是快还是慢、体积是大还是小至关重要。

  电脑模拟显示,个头较小的类地行星形成过程很可能相当漫长,但这些也只是推测。里克说,它到底要花多长时间―――1000年还是1000万年?学者们可能会无休止地争论下去。科学家需要的是正在形成行星的真实星系的真实数据。这正是“斯皮策”空间望远镜每天正在取得的信息。
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(责任编辑:马丽)
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