女作者丨黃金
「太陽系」擁有八大行星和300多顆衛星,它們都圍繞太陽有序運轉,但是早期的太陽系,形成之初並非如此,太陽系經歷過一段漫長而激烈的演變。我們今天看到的太陽系,是早期混沌狀態最終的倖存者,在未來混沌狀態還會捲土重來,太陽系自誕生之日起,就是按照同樣的方式運轉。
系外行星系銀河系擁有數十億顆恆星,太陽就是眾多恆星的其中一顆,行星和衛星繞著太陽運轉,構成了太陽系。太陽系是一個難得的行星系,在其它恆星周圍,還有沒有類似的行星系呢?
答案:肯定有。
銀河系包含大約2000億顆恆星,其中很多恆星都擁有各自的行星,擁有八大行星的太陽系,並非獨一無二,宇宙中還有數十億其它行星系存在。類似的恆星及其行星系,而且不止一顆行星圍繞恆星運轉,甚至是兩顆、三顆、四顆,行星以族群的形式出現,與太陽系的情形別無二致。
舉例說明:
在距離地球約2.6萬光年的銀河系,發現一個擁有7顆行星的系外行星系統·“Trappist-1”行星系統,該恆星系統位於“寶瓶座”。這也是第一次發現包含7個地球大小行星的行星系統,這是已知擁有類地行星最多的行星系統。
圖解:“Trappist-1”恆星系統
系外行星的種類存在於太陽系以外的行星,俗稱“系外行星”,圍繞一顆或者兩顆甚至三顆恆星執行的行星,而這顆恆星並不是太陽,在這些星系中,有許多恆星是擁有著自己的行星系統,與我們的太陽系一樣(太陽、八大行星、衛星等)。
系外行星離我們非常遙遠,我們除了能知道它們的大小和與其恆星的距離之外,對它們知之甚少。根據目前的觀測資料可以對系外行星進行分類,大多數已知的系外行星總共分為3大類、18個類別、 6種品質(大小)和3種溫度歸類。
3大類:
第一類:與地球類似的,有著堅硬石質外殼的歸納為“類地行星”,通常這類行星的衛星非常少。第二類:“類木行星”,也叫“巨行星”。這類行星的體積都非常大,而且沒有固態的外殼,主要是由氣體組成,“類木行星”的另一特點是它們都有“環”(與土星一樣擁有一個環),並且行星的衛星眾多。第三類:“類冥天體”這類行星的體積非常小,且離恆星非常遙遠,擁有與“冥王星”相似的軌道,並透過與其它行星的軌道共振,使之得以穩定,切合3:2軌道共振的天體,這類天體被稱為“類冥天體”。
6種品質(大小):
第一種:Miniterrans:品質小、沒有大氣的行星,像水星和月球那樣形狀為球形的行星。第二種:Subterrans:大小約與火星近似的行星。第三種:Terrans:大小與地球和金星近似的行星。第四種:Superterrans:比地球大,但比海王星小的行星。第五種:Neptunians:與海王星和天王星大小近似的行星。第六種:Jovians:和木星和土星一樣或更大的行星。
溫度歸類:
高溫區:這類系外行星:由於離它們的恆星太近,因此溫度太高而導致無法存在液態水。溫暖“宜居”區:這類的系外行星:行星因與其母星保持“恰當”的距離,從而擁有液態水和大氣層,正好處於生命可以形成的區域。寒冷區:這類的系外行星:離其恆星太遠,溫度太低,水會完全凍結成冰。2019年美國宇航局(NASA)以短片的形式公佈了至今發現的所有4000多顆系外行星。其中有3000多顆都是通過“凌日法”發現的,這種方法比較常見也很簡單。
系外恆星系的誕生系外行星都十分巨大,並且比木星還要大得多,有些行星軌道混亂,有些逆向而行,還有一些飛速衝向數十億公里外的太空,然後再俯衝回來,另一些離恆星太近的行星表面發生了汽化。
恆星系包含結構、大小、品質各不相同的行星,太陽系只是數千個行星中很普通的一個,也許每一個恆星系都各有特色,但是它們都有一個共同點,那就是每個恆星系最初都只是一顆恆星。
恆星誕生恆星在充滿氣體和塵埃的雲層中誕生,這些雲被稱為“星雲”,超新星發生了爆炸,猛烈衝擊了平靜的分子云,並將這些分子云粉碎。壓縮,最終被引力所掌控分子云就會收縮,吸入越來越多的氣體,形成一個巨型旋轉圓盤,位於中心的引力將分子云壓縮成一個高溫緻密的球體,球體的溫度越來越高,導致氣體中的原子開始熔化,恆星開始燃燒,其餘的塵埃和碎片形成了一個圍繞恆星旋轉的圓盤,這些就是未來行星,衛星,彗星以及小行星的萌芽。
行星的誕生在太空零重力條件下,塵埃離子不會四散懸浮,而是會聚整合一團,宇宙塵埃就是這樣形成了行星,塵埃粒子會碰撞並粘連在一起,形成更大的塵埃團,接著形成巖塊,最終會形成巨石, 巨石越大引力就越強,它開始吞噬周邊的一切,從而越長越大,巨石變得更大更重,吞噬的巖塊也越來越大,巨石變成了行星。
發現系外行星和系外恆星的最簡單方法就是一顆行星當它從母恆星前面經過的時候,會觀測到這顆恆星的亮度會突然下降。
原理為:如果一顆行星從母恆星盤面的前方橫越時,將可以觀察到恆星的視覺亮度會略微下降一些,這顆恆星變暗的程度取決於行星相對於恆星的大小。
目前很多系外行星的發現都得歸功於“凌日法”,這些行星有諸多可研究分析的特徵,從中分析該行星是否存在生命宜居條件。
結語
TESS全稱是凌日系外行星巡天望遠鏡,是美國新一代“系外行星搜尋獵人”太空望遠鏡,能夠全天域搜尋鄰近太陽系的潛在宜居行星,該望遠鏡平均每隔13.7天環繞地球一週,這將極大的改變天文學家對地球周圍外星世界的理解和認識,併為新一代望遠鏡掃描尋找生命跡象提供目標,在短短1年多的時間裡,TESS已確認發現了1200多顆候選系外行星,其中29顆已被天文學家證實是系外行星,基於TESS望遠鏡同時搜尋數萬個恆星系統的獨特能力,預計它能發現1萬多顆系外行星。
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