作者:本刊记者 王玲 泉源: 公布工夫:2012-10-15 14:26:11
行星扑灭之谜
 
一阵猛烈的震惊袭来,奥兰德星球上的住民收回恐惊的哭喊,刹时又堕入去世寂,统统灰飞烟灭。
 
到处颂扬的科幻影戏《星球大战》中,拥有强盛的涡轮激光阵与牵引光束发射器的去世星(Death Star)收回的超等激光对准宁静的奥兰德星,行星和下面的住民成了去世星轨道上的尘土与碎片。
 
固然科幻小说只是作者的想象,但地球上的人们从未制止诘问我们本身所寓居行星的运气。6500万年前小行星撞击地球招致了统治地球的恐龙灭尽。将来地球能否会遭遇更大的行星撞击而扑灭,大概被太阳所吞噬?地理学家也在试图探求答案。
 
自取灭亡
 
借助地理望远镜,美国宾夕法尼亚州立什么可以发财致富地理学和天体物理学传授Alex Wolszczan向导的团队在不久前第一次发明了一颗行星被一颗编号为BD+48 740老年末年恒星吞噬的证据。
 
这颗直径是太阳直径11倍的恒星曾经渡过了青年期,演化成老年末年的“红巨星”,光谱剖析展现这颗红巨星锂元素含量非常地高,“而锂是140亿年前大爆炸孕育发生的一种有数元素,在恒星中很容易被粉碎,而这颗陈腐的恒星锂的品貌云云之高是极不平凡的。”研讨职员表现。
 
Wolszczan表明,实际学家曾经确定,除了大爆炸,只要几种特别的环境下,才大概在恒星上孕育发生锂,“对付BD+48 740来说,锂的孕育发生很大概是由一颗质量较大的行星旋进恒星,恒星在边吞噬,边加热它而引发的”。
 
别的,红巨星四周另有一颗质量至多是木星1.6倍的大质量行星在高椭圆轨道上运转,“我们发明这颗行星绕恒星旋转。它的运转轨道在最窄点仅比火星行星的轨道稍大一些,但是在最远点运转轨道要拉长得多,”Wolszczan说,“如许的轨道在退化了的恒星四周的行星体系中是稀有的。究竟上,BD+48 740行星的轨道是现在人类探测到的最大椭圆。”由于这种特有的轨道是由行星之间的引力互相作用形成的,地理学家猜疑在恒星酿成巨星之前,正有消散的行星向恒星撞击,大概给幸存的宏大行星一股能量,像一个回力棒一样投进一个偏爱轨道。
 
秘密的相撞
 
像Alex Wolszczan一样研讨行星扑灭的迷信家并不在多数。
 
2009年8月27日出书的《天然》杂志上,英国Keele什么可以发财致富天体物理学传授Coel Hellier向导的研讨小组,发明在银河系相近间隔地球325光年的凤凰座有一颗独特而酷热的宏大行星。
 
这颗编号为WASP-18b的行星体积大约是木星的10倍,温度在3800摄氏度左右,间隔所绕恒星WASP-18b却只要190万英里,由于这种行星和木星具有类似的性子,但间隔恒星更近,外貌温度很高,因而被称为“热木星”(Hot Jupiter)。
 
就像月球可影响地球上的陆地进而构成潮汐,WASP-18b在围绕恒星旋转的同时引发了恒星上的等离子潮,强度是月球对地球影响的数千倍。“能量宏大的等离子潮则歪曲了行星WASP-18b的运转轨道,使其终极以螺旋方法撞向恒星,竣事本身的终身。”研讨职员如许预测它的运气,“这颗行星就像在跳着‘殒命探戈’。”
 
现实上,在上个世纪80年月,地理学家就开端用盘算机模仿“恒星与行星交融”。随着地理学望远镜的疾速生长,迷信家也开端从光谱中探求行星碰撞恒星的蛛丝马迹,“好比一些小行星落入白矮星如许的碰撞变乱。”Stuart Taylor说,他是美国乔治亚州立什么可以发财致富地理学系研讨员,研讨偏向正是行星扑灭。
 
“行星扑灭算是地理学一个比力新的偏向,”Taylor表明,“相比发明系生手星、星际观光等更吸引眼球的地理学话题,行星扑灭被人相识的并未几。”
 
Taylor也是无意偶尔跨入了这一范畴,他原来的研讨偏向是系生手星,厥后又到一个研讨地理“短时势件”(如超新星发作)的小组。和以往大部门研讨稳定的地理征象差别,地理短时势件研讨的是产生变革的工具,除了超新星发作、新星、活泼星系焦点以外,这个小组还存眷其他的短时势件。
 
“2009年相识了关于行星迁徙方面的研讨后,我认识到太阳系最耀眼的地理学征象应该是行星与恒星碰撞,因而开端研讨行星扑灭。”Taylor说,“只管宇宙有许多短时势件产生,但行星恒星碰撞交融无疑是行星体系演出的最具爆炸性的征象。”
 
未解之谜
 
地理学家在研讨系生手星的同时,并没有遗忘我们所寓居的地球和其地点的太阳系。对付平凡人来说,最感兴味的莫过于我们的太阳系已往有没有履历过行星与恒星的碰撞,当前我们的地球会不会遭此“恶运”?
 
对付这个题目,Taylor给出了答案:“我以为太阳系之前没有产生过行星与恒星碰撞并被吞噬的变乱,由于在太阳系外部不太大概有一颗行星与太阳充足近而融入太阳,只要一些运转周期特殊短的行星,好比‘热木星’才有这种大概。”
 
一旦行星离它围绕的恒星充足近,恒星的引力凌驾行星本身的引力后,行星上的物质将被恒星吸引,进而流向恒星,惹起行星扑灭。
 
不外他也增补到,别的一种惹起行星与恒星相撞的破例环境是两颗行星先产生碰撞,随后此中一颗被弹射到间接“奔向”恒星的轨道,“但我本身还没有举行过如许的研讨”。
 
现在的研讨曾经发明的行星扑灭证据都产生在其围绕恒星老化的阶段,并且迷信家信赖许多已知的行星体系都将闭幕于行星-恒星碰撞交融历程。
 
“行星迁徙终极招致其与母恒星交融应该是太阳系演化的通例历程,对付系老手星的分列、数量以及恒星自己都市孕育发生影响。” Taylor预言地理学家会很快视察到一些老手星的运转周期收缩,评释它们正向“陷落”的偏向挺进。
 
NASA哥达德空间飞行中央的John Debes也表现,四五十亿年后当太阳的燃料耗尽,它将酿成一颗红巨星,吞噬失太阳系包罗地球在内的老手星,随后构成行星状星云和白矮星。
 
“当太阳酿成了一个赤色巨星,而且不停扩展,颠末50亿年后延伸到我们地球轨道,一个雷同的运气大概在等候我们太阳系内的行星。”Wolszczan表现。
 
但是发明自尽行星是一件十分不平凡的事变。基于这一点,也有迷信家对付现在发明的征象能否存在另一种表明持保存态度。他们以为,这些光谱数据大概是一颗自尽行星所孕育发生的,但同时也存在别的一种大概性,即全部地理学家依赖的一些基本物理盘算大概是完全错误的。
 
要是行星继承演出“殒命螺旋”,大概我们将在10年内失掉确切答案。■
 
《迷信旧事》 (迷信旧事2012年第10期 迷信流传)
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