行星到底是如何形成的?
在最近發(fā)布的一項研究中,天文學(xué)家動用“地表最強地面望遠(yuǎn)鏡”拍攝到了一張照片,可以很好地闡述這一過程。這顆被命名為PDS 70的行星距地球370光年,是一顆氣體行星,質(zhì)量是木星的數(shù)倍。
2003年,在距地面200英里的國際空間站內(nèi),美國宇航局(NASA)宇航員唐納德·佩蒂特(Donald Pettit)為做實驗,往一個密封袋里裝了些鹽。當(dāng)時的空間站剛運行幾年,宇航員們熱衷于觀察微重力環(huán)境下物質(zhì)的反應(yīng)。
佩蒂特將密封袋好好甩了甩。然后停下一看,鹽晶體就像玻璃雪球里的人造雪片一樣,懸浮于袋中。接著,顆粒開始碰撞、粘連,形成小塊,塊與塊之間又繼續(xù)碰撞。不出幾秒,鹽的晶體就已結(jié)成大塊。佩蒂特再怎么甩袋子,這個結(jié)塊都不會解體了。
只用一個塑料袋和一些鹽,佩蒂特就得到了行星形成的微模型。
天文學(xué)家們試圖理解這一過程。
最近,一個歐洲團隊就抱著試試看的心態(tài),動用世界最強大的地面望遠(yuǎn)鏡之一,將其對準(zhǔn)了一顆年輕的恒星。若時間夠長,他們或能在宇宙的迷霧之中,捕捉到一顆正在萌芽的行星。
新生行星圍繞其恒星PDS 70旋轉(zhuǎn)
他們竟然如愿以償了。注意看照片中的黃橙色斑點。那就是一顆萌芽中的行星。
拍攝這張照片的,是甚大望遠(yuǎn)鏡的一個儀器,由歐洲南方天文臺架設(shè)于智利沙漠之中。該儀器可以抑制來自恒星的光線,使周遭環(huán)境顯露出來。照片中的黑色球體處,就是該行星所處的位置。
這顆恒星名為PDS 70,距地球370光年。天文學(xué)家猜測,其系統(tǒng)中或有一顆成長中的行星,因為在其原行星盤——也就是恒星誕生留下的塵云之中,他們觀測到了一個縫隙。這些縫隙常常意味著,其中存在一個較大的天體,其引力足以吸積附近的材料。
該研究于近期發(fā)表于《天文學(xué)和天體物理學(xué)》(Astronomy and Astrophysics)期刊,由德國馬克思·普朗普天文研究所的天文學(xué)家領(lǐng)銜。
將恒星的光芒屏蔽掉,行星(被命名為PDS 70b)發(fā)出的微弱光線就進入了視線。通過對這些光線的研究,天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),PDS 70b是一顆氣體行星,質(zhì)量是木星的數(shù)倍。
雖然在上文的“全家?!敝校琍DS 70b和它的恒星靠得很近,但實際上,其公轉(zhuǎn)軌道距恒星很遠(yuǎn),周期約達(dá)120年。PDS 70b的表面溫度達(dá)到1200開爾文(約926攝氏度),是一個火熱的世界。而且研究人員稱,它很可能仍在長大。
通過觀察其他行星系統(tǒng)的年輕成員,天文學(xué)家可以一窺太陽系的遠(yuǎn)古歷史。雖然DPS 70b和木星的距離遙不可測,但它們有著類似的經(jīng)歷:誕生的地點都決定了它們的命運。
誕生的地點決定了它們的命運
初生的恒星常會吞噬附近的氣體。假如PDS 70b和木星的形成地距各自恒星較近,它們形成所用的材料,就會是恒星吞噬完氣體后的殘余:巖石。它們最終的面貌,也會類似于火星和地球。但實際上,兩者的形成地都距恒星較遠(yuǎn),對于那里的氣體,恒星只能望而興嘆。
于是,研究人員們稱,木星才成了漩渦云構(gòu)成的巨大“彈珠”;PDS 70b也被云團所圍裹。
截至目前,要觀看仍處在“分娩陣痛中”的年輕行星,我們只有PDS 70b這一張清晰的照片。
但若只言這種宇宙形成的根本機制,讀者自己就能目睹,而且不需要親自前往國際空間站拿一包鹽。你只需將頭探到沙發(fā)底下,尋找一團團的灰塵。和行星一樣,這些塵團就源于你家這個宇宙之中,那些不斷旋轉(zhuǎn)的塵粒。
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