请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版
 找回密码
 立即注册
戴客 首页 科技资讯 空间技术 太空 查看内容

不该存在的“怪物行星”现身!传统地球形成理论遭受挑战

北极蚊子 2017-11-3 11:36

遥远的太阳系之外,一颗不应该存在的“怪物”级行星居然现身了,科学家首度发现与地球形成理论相悖的天体现象,很可能因此改写主流的太阳系行星形成认知。

目前,普遍被科学家接受的行星形成假说为“连续吸积”,行星最早形成于绕行母恒星轨道上的尘埃颗粒,收缩过程中,这些颗粒形成 1~10 公里直径的坚硬石块,接着互相碰撞形成更大尺寸的天体(微行星),并在接下来的几百万年中,不断透过相撞来增大尺寸。

只不过,理论也认为,小型恒星只能产生小型的行星,大型恒星才有足够的材料(尘埃颗粒)形成更大的行星,好比瘦子父母不太可能生出胖孩子,而丰腴父母生出的小孩也不可能太瘦一样。

但现在,由英国华威大学领导的国际天文团队竟在 600 光年之外,发现了和理论相悖的天体现象:一颗半径和质量都只有太阳一半的红矮星“NGTS-1”,竟然生出一个气态巨行星小孩,天文学界命名为“NGTS-1b”。根据理论,红矮星类型的恒星形成岩石行星挺容易,但是它并没有足够的物质可以聚集出木星大小的行星,比如热门的移民星选“TRAPPIST-1”也是一颗表面温度极低的超冷红矮星,但围绕它的 7 颗行星都是类地岩石行星。

▲ NGTS-1b 意象图。(Source:华威大学)

另外,还有一点不同的是,太阳系木星的轨道周期长达 4,332 天,但“NGTS-1b”与母恒星距离却极近,只有地球与太阳之间距离的 3%,轨道周期仅 2.6 天,按照行星理论定义,气态巨行星不应该如此靠近母恒星。

以太阳系行星系统为例,内太阳系(类地行星和小行星带区域)因为太温暖,易挥发的物质如水、甲烷分子等难以聚集,所以靠近母恒星的微行星只能由高熔点的物质形成,如:铁、镍、铝、石状矽酸盐等,最后形成四颗较小的类地行星:水星、金星、地球和火星,主要由岩石和金属构成。

外太阳系的 4 颗行星则被称为巨行星(质量比类地行星要大得多),其形成是行星科学到目前都尚未解决的问题。一般认为巨行星的核心是微行星失控成长而来,然后慢慢进入寡头吸积阶段,由于质量够大而得以捕获氢、氦这些最轻、最丰富的宇宙元素,最大的两颗是“气态巨行星”木星和土星,主要成分为氢和氦;最外侧的两颗行星是“冰巨星”天王星和海王星,主要由一些熔点比氢和氦更高的挥发成分组成,如水、氨和甲烷。

红矮星是宇宙最常见的恒星类型,这代表天文学家未来可能会发现更多这种怪物型态的巨行星,并逐步修正人类已知的理论,毕竟宇宙如此之大,行星科学也没有归纳出可以完全套用任何行星系统的总论。因此,太阳系行星形成理论并不能以一概全,尽管现在还不清楚新的行星系统是否会完全重写主流理论,或只是添加补充说明。

研究团队这次利用专门搜索系外行星的次世代凌星巡天(NGTS)望远镜阵列发现怪物行星,论文作者兼 NGTS 计划负责人 Peter Wheatley 表示,他们将继续了解这类型行星在银河系的普及程度。研究已发布在《皇家天文学会》期刊。

▲ 次世代凌星巡天(NGTS)望远镜阵列。(Source:NGTS)

  • ‘Monster’ planet discovery challenges formation theory
  • Bizarrely Huge Planet Discovered Orbiting Tiny Star
文章点评