在太陽系八大行星中,木星、土星、天王星和海王星都有星環,其中土星的星環是最大最壯觀的,可以說是太陽系的一個奇觀。土星的星環主要成分為水冰和塵埃,而星環形成的原因至今存在爭議,不過主流觀點認為一些直徑400—600km的小行星40億年前衝撞太陽系行星時,被土星的潮汐力扯碎後形成。說白了就是被行星強大的引力吸附過來的。
那土星環到底有多大呢?實際上土星環的結構有點複雜,它是由眾多環重疊而成的(最內側是‘D’環),從A環到E環,範圍在1600萬公里左右。地球的直徑只有13000km,也就是整個土星環可以橫向容納1000多個地球。不過土星環即使如此巨大,在系外行星J1407B面前,也只能算個弟弟。
在介紹系外行星J1407B之前,先給大家說說科學家是怎麼探索和發現系外行星。我們都知道,距離太陽系最近的恆星在4.2光年之外,直接觀察和拍攝根本不可能。我們抬頭仰望,看到的幾乎都是恆星。反過來也一樣,如果真的存在外星生命而且它們也在觀察太陽系的話,它們看到的也只有太陽,一樣是無法直接觀察到地球。
那迄今記錄的幾千顆系外行星是怎麼發現的呢?方法有各種各樣,以發現最多系外行星的開普勒太空望遠鏡為例,其應用的方法是遮星技術(Starshade)。遮星技術就是用物體遮擋恆星的光芒,以便觀察其周圍的行星,原理和太陽下拍照給鏡頭帶上遮光罩有點類似。原理聽起來很簡單,但操作有點困難。它要先將直徑近四十米的遮星體送上太空,然後使其保持在相隔3萬米的太空望遠鏡的延長軸上。
我們回到J1407B行星上。在2011年,美國羅切斯特大學天文學家馬馬傑克(Eric Mamajek)和荷蘭萊頓天文臺的肯沃西(Matthew Kenworthy)教授研究銀河系人馬星座中離地球420光年的類太陽恆星J1407。這顆恆星的年齡只有1600萬年,可以說是非常年輕的恆星。如果說我們的太陽已經是壯年,那麼這顆恆星才剛開始蹣跚學步。
通常情況下,對遙遠恆星研究的主要手段是分析它們的光變曲線。結果在一張恆星於2007年的光變曲線圖上,有一段長達56天的光變曲線起伏。經過大膽假設、小心求證,他們得出一個結論:恆星被一個直徑約為1億8千萬公里的天體所遮擋。後來透過計算機模擬,確定那裡存在一顆星環直徑至少是土星環200倍的巨行星,因此他們稱之為“J1407B”,外號“超級土星”。
天文學家推測,J1407B是一個年輕的系外行星,大約1600萬年前才誕生,軌道執行週期為10年,質量較難估計,推測約是土星的10倍到40倍。從藝術家的想象圖來看,說它是全宇宙最美麗的行星都不為過。如大家在畫面上看到,比起它的星環,行星的本體非常細小。只佔據了中間一點的位置。科學家透過分析這顆行星的凌日光譜得知,它擁有的星環多達37個,直徑超過1.8億公里。換成大家都聽得懂的數字,就是太陽直徑的100倍以上,以至於巨大這個星環可以完全遮蓋到它的恆星。
如果J1407B行星是位於太陽系土星的軌道,我們身處地球抬頭望向天空,會看到一個怎樣的景象呢?如此巨大的星環是否會對地球的生態系統作何影響我不知道,但我們抬頭看向天空,就能看到一個碩大亮麗的星環,而且可以肯定的是,這星環比中秋佳節的月亮還要更大更明亮。
另外我們的古詩詞中肯定會少去很多吟月的詩句,而增加許多描述巨型星環的詩詞。或許詩仙李白的《關山月》會變成《關山環》,正所謂“玉環出天山,蒼茫雲海間。長風幾萬裡,吹度玉門關。”呀......
更加令人驚訝的是,科學家認為這個巨大的行星環是外太空生命繁衍的最佳地點。這是因為科學家在巨大的星環之中偵測到不止一個縫隙,而這些縫隙產生的原因是行星環之中存在地球質量以上的衛星。它們在軌道上執行的時候吸收了行星環上的物質。其中不但有碎石、塵埃,還有大量的冰塊和小行星,為J1407B的的衛星演化提供了大量的資源。
這個猜想也同樣適用於擁有眾多衛星的土星。但是比起土星,J1407B距離它的恆星還要接近,透過計算機模擬得出的結果顯示,部分處於宜居帶上的衛星具有生命進化的條件,很有可能會孕育出“衛星文明”。也許在N年後,當人類發展到星際文明並與其取得了交流,那裡的生命可能會認為人類文明很奇怪。當然,這一切都是後話!