浩瀚的宇宙存在無數的恒星,而每一顆恒星周圍基本都會有數量不等的行星環繞,形成一個恒星系。科學家猜測,直徑為10萬光年的銀河系,存在的恒星可能多達千億顆以上,而恒星系的數量自然也可能會有千億個以上。
恒星,行星共同組成了一個穩定的恒星系統,數不盡的恒星系統共同組成了這個宇宙。那麼一個完整的恒星系統是如何形成的?目前公認的行星形成理論,即核心吸積模型認為,恒星由坍塌的氣體和塵埃雲形成,剩餘的氣體和塵埃雲圍繞恒星形成原行星盤,行星從中孕育而生。
也就是說恒星和行星的大小跟原星雲内的物質多少有直接的關系,多大量的星雲物質能夠形成多大的恒星以及後來的行星,而質量越大的恒星說明它所在的區域曾經的氣體和塵埃也越多。隻有足夠多的塵埃和氣體才能夠形成質量更大的恒星以及行星。
根據目前的觀測數據,科學家發現紅矮星是宇宙中最常見的一類恒星,約占恒星總數的70%以上。這些恒星又小又冷,質量通常隻有太陽的五分之一,亮度更是隻有太陽的1/50。低質量的紅矮星,它身邊形成的行星質量應該都不大,一般隻能形成類似地球或海王星這樣的小行星。
可是科學家通過天文望遠鏡,在一顆紅矮星附近卻發現了一顆質量特别大的行星,這個發現讓科學家吃驚不已,這是一顆本來不應該存在的行星,這是怎麼回事?
這顆紅矮星名叫,距地球約31光年,質量是太陽的1/8,直徑是太陽1/7,亮度還不到太陽的1/100。本來這樣低質量的紅矮星并不會引起科學家太多的興趣,可是後來科學家在這顆紅矮星的附近發現了一個巨大的氣态巨行星,這顆行星的發現讓科學家大跌眼鏡,直呼不可能。
紅矮星附近發現的這顆行星代号為GJ 3512b,質量幾乎是木星的一半,和木星相距1/3個天文單位(即地球與太陽之間的平均距離,大約為1.5億公裡),公轉周圍約七個月。通過公轉周期我們可以看出,這顆巨行星距主恒星還是非常近的。
科學家之所以說這顆行星是一顆本來不應該存在的行星,原因就是根據現有的行星形成理論,在紅矮星附近,由于塵埃和氣體等物質的缺乏,最多也隻能形成像地球一樣大的行星,不大可能會形成更大的氣态巨行星。
對于氣态巨行星來說,首先塵埃顆粒形成冰冷的岩石内核,質量達到地球的10至15倍之後開始吸積氫氣和氦氣這兩種宇宙中最豐富的元素,最終成長為一個“氣态巨人”。氣态巨行星的形成需要更多的塵埃,氣體等物質,這樣的區别隻有在比紅矮星質量更大的恒星附近才可以,這一點通過大量的系外行星觀測已經得到了證實。
可是現在,科學家卻在紅矮星附近觀測發現了一顆氣态巨行星,這讓科學家感到非常不解,難道我們現在的行星形成理論是不正确的?而存在極為合理,既然紅矮星的附近出現了巨大的氣态行星,那說明它的出現必然有其科學道理。
那麼這樣不應該存在的行星又是如何形成的呢?對此科學家也沒有确定的答案,有研究人員認為,GJ 3512b的形成可能與原行星盤不穩定性模型有關。該模型假設不穩定的原行星盤可能分裂為氣體和塵埃團塊,然後在自身引力作用下直接坍塌而形成氣态巨行星。
當然以上這個解釋也有不少的漏洞,還不能完美解決這顆氣态巨行星的形成奧秘,或許它的形成還有其它的原因。也有人認為,這顆巨大的氣态行星會不會是外來天體?如果在紅矮星形成的早期,有一顆流浪的氣态行星意外來到了紅矮星附近,然後被它的引力吸引最後成為了一顆公轉行星。
如果是外來的行星,那大一點也就很正常了。要知道紅矮星雖然比不上太陽,可是它的質量和引力也不是行星可以相比的。即使是巨大的氣态巨行星,一旦被紅矮星的引力吸引,它也隻能順從聽話。
想要揭開紅矮星和它附近這顆不應該存在的巨行星之間的秘密,還需要更多的觀測分析,或許在未來我們有了更先進的觀測設備,能夠得到更多的相關數據,從而揭開它們背後的秘密。如果這顆巨行星真的是在原本的紅矮星系形成的,那人類現有的行星形成理論可能就要被颠覆了。
事實上,太陽系的行星形成之謎也沒有那麼簡單,跟那顆紅矮星系的行星形成相比,有更多的未解謎團。比如按照正常的行星形成理論,巨大的行星誕生的位置應該是靠近恒星的,這一點從那個紅矮星系以及其它的星系觀測中已經看到了。
在宇宙中其它的星系中,基本上巨态行星都在恒星的附近,遠離恒星的地方形成的行星都比較小。這是非常正常的行星形成理論,因為靠近恒星的位置塵埃等物質的密度更高,越容易形成更大的行星。
可是太陽系中的天體分布卻打破了這個規律,我們都知道,太陽系的兩顆巨大的氣态行星,木星和土星可都是在遠離太陽的地方,它們為什麼沒有在太陽附近?這一點讓科學家感到非常迷惑,可能我們身處太陽系,并不感覺這有什麼奇怪。
可如果我們站在太陽系之外,通過天文望遠鏡觀測太陽系的天體分布再給其它的星系做比較,你就會發現,太陽系太特别了,看上去就像是被改造過的星系。
當然,不管GJ 3512b巨行星的來曆如何?它的出現對于人類探索研究宇宙的奧秘有不小的幫助。可以完善我們對恒星形成,行星形成理論的探索和完善。相信沒有一個人會說,人類現在的科技已經非常強大,能夠探索宇宙的奧秘郵。
事實上,人類的科技站在宇宙的角度,可能連皮毛都算不上。我們現在的一切有關宇宙的科學理論,有可能在未來都會是錯誤或者不完善的。這也說明,人類現在對宇宙的認知有限,對恒星和行星的形成認識也是非常有限的。隻能結過不斷的努力,早日成為星際文明,那個時候我們就可以前往31光年外,一探這個小星系的真面目。
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