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新发现表明冥王星之外可能潜伏一颗行星

2012年02月23日 09:15        来源:光明网      热点专题      手机看新闻

天蝎座的这颗年轻恒星可能曾捕捉过一颗行星。

图片来源:David Lafrenire、Ray Jayawardhana、Marten van Kerkwijk/双子座天文台

本报讯(赵路)有些人想要摘星星,而星星似乎却想要摘行星。虽然地球及其行星邻居生下来就与太阳为伴,但是一项新的研究显示,银河系中数以亿计的恒星很可能会从宇宙的深处攫取行星。这一发现也许可以解释在远离母星的地方存在的神秘世界,甚至暗示了我们的太阳系在冥王星以外也可能潜伏着一颗行星。

行星是从围绕一颗恒星运转的一个气体与尘埃盘中形成的,因此它的存在不会超越盘的边缘。然而近些年来,天文学家报告说一些巨行星与母星的距离已经超过了日地距离的100倍——这比冥王星与太阳的距离远得多(冥日平均距离仅为日地距离的39.5倍)。

如今,美国马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心的天文学家Hagai Perets与中国北京大学科维理天文与天体物理研究所的Thijs Kouwenhoven指出,这些遥远的行星一度曾在没有任何恒星的太空中流浪,但是当它们被新发现的母星捕获后便脱离了这种无人过问的状态。这些自由运行的行星的出现是缘于它们被其他的行星赶出了自己的家园;而天文学家之所以能够发现它们则是因为这些行星的引力放大了更为遥远的恒星释放的光线。这些观测表明,自由运行的行星数量大约和恒星一样多。

由于大多数恒星都是与其他恒星一道诞生的,因此Perets与Kouwenhoven利用计算机模拟研究了当一个恒星团包含有自由运行的行星时会发生什么。就像科学家在递交到《天体物理学杂志》的论文中所描述的那样,如果自由运行的行星数量与恒星数量相同,则有3%到6%的恒星会成功捕获一颗行星,并且有些恒星能够抓到两到三颗行星。与地球到太阳的距离相比,大多数被捕获的行星距离它们的母星是前者的几百倍甚至上千倍。此外,大多数被捕获行星的轨道倾斜于那些土生土长的行星轨道,同时有一半被捕获行星以相反的方向围绕母星运行。

加拿大多伦多大学的天文学家Ray Jayawardhana表示:“对于阐释一个未解之谜而言,这是一个有趣的建议。”但他警告说,自由运行的行星数量是鲜为人知的。美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校的天文学家Gregory Laughlin也表示了类似的关注,但他指出,如果自由运行的行星很常见,那么新的研究结果很可能就是正确的。

一颗恒星的质量越大,它的引力就越大,从而捕获一颗路过行星的几率就越高。Perets说:“黑洞可以做行星的主人。”当一颗大质量的恒星爆发并崩塌后,一个黑洞便形成了。他说,快速的质量损失释放了所有环绕运行的行星,但一个黑洞的质量是如此之大,能够捕获任何一颗行星。

与其他大多数恒星相比,太阳的质量也很大。Perets表示:“太阳本身可能已经抓获了另一颗行星”,这样一次捕捉的几率为百分之几。任何被捕捉的行星都会在比冥王星还要远的地方围绕太阳运转,它的引力并不会对已知的行星造成干扰。因为确实很远。