天天看點

天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

作者:天文線上
天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

圖:船底星雲中的恒星誕生區——NGC3324區域或許存在行星掠奪現象。

文章來源自《對話》欄目,經授權釋出于“Space“網站的《專家之聲》欄目。

理查德.帕克在謝菲爾德大學天文學院演講稿

天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

我們的太陽在銀河系中并不孤獨。在她四光年之外便有一顆距離最近的恒星,并且她還有自己的行星陪伴。但是,情況并不總是這樣。我們經常忽視了對年輕恒星的觀測。這些年輕恒星位于恒星“培育室“中,與其他”兄弟姐妹“們互相依偎。

這些恒星培育室非常擁擠,一塊像太陽系般大小的空間中便聚集了成百上千個恒星。這些恒星通過頻繁快速的能量交換進行劇烈互動。幾百萬年後,這些恒星群消失了,越來越多的恒星誕生于銀河系中。

天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

皇家天文學會月報刊發的最新研究成果展示了恒星培育室中的大型恒星掠奪行星的方式及信号。

當年輕恒星誕生後不久,圍繞其運作的行星系統便會形成。30年來,我們已經擁有了關于這一現象的間接證據,那就是年輕恒星的光線發射出出人意料的紅外輻射,而這一輻射一般來源于圍繞恒星運作的小型塵埃物質(約100厘米)。這些塵埃物質則最終形成了行星。

2014年年末,智利沙漠中的阿塔卡馬毫米級大口徑天文望遠鏡首次拍攝到行星誕生區域的圖檔,颠覆了研究恒星與行星誕生的領域。阿塔卡馬望遠鏡拍攝到的首張圖檔及其随後的圖檔都非常壯觀,許多形成行星的圓盤狀結構已經完全成型,就像木星那樣。

天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

圖:阿塔卡馬拍攝下的行星形态的高清圖像

恒星誕生後便會快速形成行星,盡管在此階段,恒星仍然與其他同類恒星互相碰撞互動。由于行星形成的非常快,是以,它們非常容易受到周圍擁擠的環境影響。它們會通過多種方式改變它們的運作軌迹。

天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

流浪行星

有時,行星與其主恒星的距離變化會很大,進而經常會改變它們的運作軌道形狀——常常會變得沒有那麼圓(或者說更加怪異)。偶爾,會有行星掙脫其主恒星引力的束縛,成為恒星誕生區的流浪行星,不受任何恒星引力影響。

一小部分行星會被其他恒星捕捉,進而成為其他恒星的行星,不再繞着它誕生時的恒星運作。還有一些行星則會省略掉流浪行星的階段,直接被其他恒星掠奪,進而改變其原先的運作軌道。

天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

在研究大行星掠奪過程中,我們發現,誕生于最擁擠的恒星誕生區域的行星非常容易被其他品質遠大于太陽的恒星掠奪或捕獲。恒星的品質變化幅度很大,我們的太陽有一些與衆不同,那就是,太陽的品質差不多是宇宙中大型恒星平均品質的兩倍。不過,仍有一些恒星品質更大,而那些OB型的恒星則是銀河系或其他星系中的主要光源。

天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

野獸

這些大型恒星盡管非常亮,但是恒星壽命遠比太陽短,有些恒星甚至隻能存活幾百萬年(不是幾十億年)。是以,我們無法探測到其行星。

然而在2021年,斯德哥爾摩大學的研究人員領銜的“野獸“型地外恒星研究項目發現了兩顆顆特殊的行星。其中一顆顆行星繞一個品質約為太陽十倍的恒星運作,其運作距離大約是地球-太陽距離的550倍,另一顆行星則是繞着一個品質是太陽品質9倍的恒星運作,其運作距離大約是地球-太陽距離的290倍。

“野獸“恒星研究聯合團隊發現,這些行星在銀河系中的Sco Cen 恒星形成區内繞恒星運作。科學家近期正對銀河系中的這一區域重點挖掘。關于這些大型行星,科學家認為,它們就像太陽系中的大型氣态行星,但是它們的品質更大,并且規模遠超太陽系中的大行星,因為僅僅其中一個行星的規模就抵得上我們整個的行星系統。

天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

然而,大型恒星會釋放大量紫外線輻射,這些輻射會将像木星或土星這樣的氣态行星形成的必要氣體蒸發掉,是以,這些大型行星會有怎樣的命運呢?

通過前期的研究工作,我們已經了解到,在擁擠的恒星誕生區,行星會被其它恒星掠奪或捕獲,是以,我們進一步研究了大型恒星捕獲這些行星的内在動力。

我們的最新解釋是,這些大型行星會由于行星掠奪而脫離它們原來的運作軌道,也就是說,它們雖然在某一恒星誕生後形成,作為其行星,但是它們也會很容易被其他恒星捕獲。這些行星系統的運作距離往往是非常廣闊且奇怪的,太陽-地球之間的運作距離僅僅是其最小距離,它們的運作軌道的形狀并不像太陽系中的行星軌道那樣的圓形狀。

天文知識,大的恒星是如何掠奪行星的?

或許,我們的行星系統中也有捕獲到的行星,例如難以捉摸的第九行星,但是,像木星和其他大型行星已确證是由在太陽系中形成的。

我們的電腦模拟預測了這些系統的出現頻率及行星軌道特征,如單一恒星或雙恒星誕生區域。未來研究也将揭示更多關于這些行星的資訊,但是現在,我們還未産生其他令人振奮的地外科學發現。

BY: Richard Parker

FY: 秋

如有相關内容侵權,請在作品釋出後聯系作者删除

轉載還請取得授權,并注意保持完整性和注明出處