世界中一种被科学家称为幻影行星的古怪行星

放大字体  缩小字体 2019-12-30 16:05:50  阅读:8342 作者:责任编辑NO。杜一帆0322

脉冲星周围的系外行星

天文学家热衷于在国际中查找系外行星,以为这种行星最有或许呈现在类似太阳的恒星周围。可是,真是这样的吗?

1990年1月,波兰托伦天文学中心的天文学家亚历山大·沃尔兹刚来到波多黎各,那里有一架口径305米的射电望远镜,名为阿雷西博射电望远镜。通常情况下,这架现在国际上口径最大的天文望远镜总是被预定排得满满的,但沃尔兹刚到来时,因为要修理,它被搁置了下来。沃尔兹刚意识到,他的时机来了,他可以直接进行一次没有方针的巡天观测,让望远镜跟从地球的自转漫无目的地查找天空,看有没有时机发现非同小可的天体。

巡视进行到10地利,他有了收成,发现了一颗很特别的脉冲星。

脉冲星是一种彻底由中子组成的细密星体。当一颗有适当质量的恒星发作爆破时,它的中心部分因反效果力向内紧缩,由此构成的压力大到足以使电子进入原子核,并与质子结合成为中子,所以便诞生了一颗中子星。中子星的密度十分大,直径只要几十千米,质量却比太阳还要大。它们在体积缩小时转速会加速,一起开释许多能量。当其以磁轴为中心的辐射锥扫过地球时,就有或许被地球上的射电望远镜捕捉到。

沃尔兹刚新发现的脉冲星名为PSR B1257+12,它旋转得十分快,每秒到达几百圈。沃尔兹刚很快发现,这颗脉冲星宣告的脉冲信号有点特别,时而早一点,时而晚一点,这标明它的周围或许有天体在影响着它,使它时而接近地球,时而远离地球。

通过艰苦剖析,沃尔兹刚和其他科学家以为,这颗脉冲星的周围有三颗行星,别离被称为A、B 和C。

多数人都以为脉冲星不会具有行星,但沃尔兹刚的发现否定了这种观念。

1992年,沃尔兹刚在美国天文学会上宣告了他的发现。他介绍说,行星B和C的质量都适当于地球质量的4倍,但行星A的质量只适当于地球质量的1/15。迄今,行星A 仍是已知绕着除太阳之外的另一颗恒星运转的最小的行星。

这件事引起了很大的颤动。那颗被行星盘绕的天体不是一颗和太阳类似的恒星,而是一颗脉冲星,这让人们十分困惑。

在残骸中取得重生

脉冲星PSR B1257+12是怎么具有行星的呢?它具有行星的进程和太阳相同吗?答复是否定的。太阳是一颗中等质量的恒星,相对算是温文的,构成脉冲星的进程则很暴力。还有,地球和太阳系中的其他行星都源于太阳的诞生,而脉冲星周围的行星则肇因于恒星的逝世。那么,这样的事是怎么发作的呢?

本来,一颗脉冲星的曩昔都是一颗大质量的恒星,其质量至少为太阳质量的8倍。在巨大引力的效果下,这颗星十分亮堂和火热,所以只需几百万年,它的生命就走到止境了。所以,这颗恒星发作了爆破,成了一颗超新星,它以十分强烈的方法将本身的绝大部分物质抛向太空,而剩余的物质则变成一颗高度密布且高速旋转的天体,即中子星。当地球上的望远镜接收到这颗中子星宣告的脉冲信号时,人们就称它为脉冲星。在这颗恒星变成超

新星之前,它的周围很或许现已存在行星,但它们在超新星迸发中被消灭了。

可是演化并没有就此中止。超新星迸发完毕后,这颗星的周围构成了一个由气体组成的盘,盘中的物质是爆破抛射出的碎片、尘土和气体。这个盘之所以存在,是因为有部分物质并没有在爆破中以满足高的速度脱节引力进入太空。接下来,这个盘开端冷却缩短,最终构成了一个新的行星宗族,由超新星迸发发作的更重的元素组成。

在脉冲星的周围发现行星,按理说应该是一个很受重视的重大事件,可是,人们更感兴趣的是在类太阳恒星的周围发现行星。从1995年开端,天文学家总算在类太阳恒星的周围连续发现了行星,很快将人们的视界招引了曩昔。脉冲星PSR B1257+12周围的行星A、B、C 被人们淡忘了。

可是,这种被称为“幻影行星”的天体并没有就此隐姓埋名,仍时不时地呈现在人们的视界中。

1993年,美国加州理工学院的天文学家史蒂芬·索赛特(Stephen Thorsett)在另一颗脉冲星的周围发现了一颗行星质量的天体,这便是行星PSR B1620-26 b。这颗行星同沃尔兹刚发现的行星很不相同,它的质量是木星质量的2.5倍,超越沃尔兹刚发现的行星质量的100倍。它绕脉冲星公转的方法也很特别,其公转轨迹很大,周期达100年。人们还发现,在这个体系中,那颗脉冲星的周围还有一颗伴恒星。并且,这颗行星的年纪也很大,到达了127亿岁,是人们迄今发 的最高寿的行星。

从红巨星到白矮星

到了2011年,更新鲜的事发作了。一组射电天文学家发现了第三个绕脉冲星运转的行星体系,并且这个体系中的行星与此前发现的两个体系中的行星又不相同。这一次,行星的质量与木星类似,但其密度则至少是木星的10倍,比铅还要健壮。

这一观测若得到证明,那么这颗恒星的外层就很或许是碳,并且是晶体形状的碳。当然,它还有一个更为人熟知的姓名,钻石。

迄今,人们在脉冲星周围发现的行星都很不相同。科学家估测,在银河系中,以脉冲星为中心的行星体系应该还有许多,但现在的射电望远镜很难发现它们。沃尔兹刚希望能再次运用阿雷西博望远镜查找星空,然后有进一步的发现。现在,他有了别的一个愈加有目共睹的方案,那便是研讨一个更大的恒星族群,然后找到另一种类型的“幻影行星”。

现在人们知道, 只要质量十分大的恒星才干演化成脉冲星,所以脉冲星在国际中相对并不多。在咱们的银河系中,大约97%的恒星都不能演化成脉冲星,它们有一个彻底不同的演化途径,那便是先变成红巨星,再变成一颗白矮星。这也是太阳的宿命。

当太阳进入晚年阶段,它会变得橘红,星体渐渐胀大,成为一颗红巨星。那时太阳的个头将是现在的200倍,它渐渐地渐渐的变亮,个头渐渐的变大,然后吞掉金星和水星。

变成红巨星后,太阳并不会中止演化,它内部的核反应越来越不稳定,时而胀大,时而缩短。当它的能量再也无法支撑其本身引力的时分,它便只好崩塌下去,所以它的中心有了一个密度极高的核。开端的时分,这个核被一些星云物质包裹着,被称为行星状星云,但一段时刻后,星云散去,咱们便可以正常的看到在红巨星的内部诞生了一颗白矮星。

白矮星的色彩偏白, 因为它还有残存的能量,宣告昏暗的白光。因为崩塌发作的压力,白矮星被紧缩到很小,因而其密度很大。它尽管失掉了新的能量来历,但残存的能量依然使它宣告光和热。

白矮星周围的生命行星

假设你要了解那些逝世后又重生的行星,那么红巨星便是最好的调查目标。沃尔兹刚招募了一个科研团队,从2014年至今,观测了大约1000颗恒星,其间绝大多数是红巨星。沃尔兹刚说:“勘探红巨星周围的行星能使你知道,当一颗恒星开端演化,逐步失掉质量,胀大成一颗红巨星的时分,它地点的行星体系会发作什么样的工作。”

到现在为止,这一科研团队现已发现了超越40个这样的行星体系,因而他们可以描绘当太阳变成一颗红巨星的时分,咱们的家乡会发作什么。到那时,地球会变得十分热,而火星则温暖起来。再后来,木星和土星的卫星也开端从冰封的状况中醒过来,乃至孕育出生气勃勃。当太阳热到极点的时分,它的能量乃至能使冥王星也变成一个温暖的星球。

变成红巨星的太阳最终会销毁行星生计的环境。它抛掉本身的外层物质,质量随之削减,引力变得小起来。所以,它周围的行星开端向外搬迁,它们有了新的轨迹,整个行星体系变得紊乱和烦躁,轨迹穿插、行星磕碰。而与此一起,太阳依然在胀大,工作还在进一步开展。

现在的研讨还无法确认地球的命运究竟会怎样,它或许依然是一个岩石星球,但不会再有生命了,而水星和金星则将被汽化。

沃尔兹刚及其搭档在国际中找到了一个实例,即一颗名为BD+48 740的红巨星。他们宣布的研讨成果说,这颗红巨星的表层含有许多的锂。 锂是行星中遍及含有的元素,但在恒星中则简直从未被发现,那么红巨星BD+48 740的表层为何会有锂呢?这些科学家解说说,那些锂应该来自被焚毁的行星。此外,这些科学家还发现,这颗红巨星的周围运转着一颗很奇怪的行星,它比木星大一点,运转轨迹很独特,是一个扁扁的椭圆,标明这个行星受到了外力的扰动,然后构成了非同小可的轨迹。这是红巨星的胀大致使周围行星运转紊乱导致的成果。

有必要留意一下的是, 沃尔兹刚及其搭档在论文中还指出,当红巨星演变成白矮星今后,它的周围也有必定的或许发作可居住的生命行星。这些科学家解说说,白矮星构成后,它的周围会有一个由碎片组成的盘,其间的物质能凝聚成行星。尽管白矮星已中止了“制作”热量,但它还在发挥“余热”,因而,假设有一颗行星构成于离白矮星很近的当地(大约为地球和太阳之间的间隔的1%),那么它就依然有或许得到满足的热量,然后演化成一颗生命行星。这是一个从旧国际的灰烬中浴火重生的新国际,在这种情况下,生命依然有或许在旧行星体系的残骸中从头呈现。

白矮星冷却得很慢,它有满足的时刻为行星供给热量,而行星上的生命也有满足的时刻完结它们的演化。因而,科学家有关生命行星的估测应该是站得住脚的。

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