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科学家坦言:太阳系与其它的恒星系统大不相同
admin 2020/7/16
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科学家坦言:太阳系确实非常特殊,与其它的恒星系统大不相同

魅力科学君

发布时间:07-1423:12

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在几百年前,人们都相信地球就是宇宙的中心,天上的日月星辰都围绕着地球运转,后来人们又认为太阳是宇宙的中心,而现在的我们都知道,太阳只不过是银河系里数千亿颗恒星中的一员,与银河系相比,我们的地球充其量只能算是一粒尘埃,而银河系在整个可观测宇宙中的地位也好不到哪里去。

这样的事实无疑对人类的优越感造成了很大的打击,但也让我们意识到,在如此浩瀚的宇宙中,每一颗恒星都应该有自己的行星,也就是说,从理论上来讲,宇宙中一定存在着很多由恒星和行星构成的恒星系统。

由于行星不会发光,并且比恒星要小得多,因此在过去的很长一段时间里,我们都没有发现太阳系以外的行星。直到1995年,天文学家米歇尔.麦耶(Michel Mayor)和迪迪埃.奎洛兹(Didier Queloz)才发现了首颗系外行星——“51 Pegasi b”,从而证实了上述的推测,这两位科学家也因此而获得到2019年的诺贝尔物理学奖。

自此以后,科学家们又陆续发现了更多的系外行星,时至今日,我们已经发现超过了4000颗系外行星,它们各自围绕在自己的主恒星周围,组成了一个又一个的恒星系统。那么问题就来了,在这么多的恒星系统里面,我们的太阳系算不算特殊呢?对此科学家坦言:太阳系确实非常特殊,与其它的恒星系统大不相同,下面我们就来一起了解一下。

首先就是太阳系中的行星分布情况,科学家发现,目前发现的绝大多数恒星系统都遵循一个规律,即分布在恒星周围的行星都具有规则的轨道间距,并且相邻的行星之间的大小也差别不大。蒙特利尔大学的物理学家劳伦.韦斯(Lauren Weiss)曾经将这种现象描述为:“这些系外行星就像是豌豆夹里的豌豆一样”。

反观太阳系就显得比较特殊,它并没有遵循这个规律,太阳系中的八大行星不但大小差异很大,而且行星之间的轨道间距也是大相径庭。

第二个就是太阳系里缺少超级地球,简而言之,所谓的超级地球就是指质量和体积都比地球大很多的岩石行星,在其它的恒星系统里,超级地球可以说是比比皆是,但我们都知道,在太阳系里地球就是最大的岩石行星了。

除此之外,太阳系还有一个特殊之处,那就是在太阳系里的行星与主恒星之间的平均距离太大了,为了说明这个问题,我们不妨以一个迄今为止科学家发现的最像太阳系的恒星系统——“开普勒-90”(Kepler-90)来举例。

和太阳系一样,“开普勒-90”也拥有八大行星,并且其主恒星是和太阳相差无几的黄矮星(质量和体积分别为太阳的1.13倍和1.2倍),我们来看一下这个恒星系统与太阳系的对比。

(注:左边的是“开普勒-90”,右边的是太阳系)

可以看到,与太阳系比起来,“开普勒-90”的八大行星明显更加靠近主恒星,其最外面的行星轨道才刚刚达到太阳系中地球轨道的位置。需要指出的是,“开普勒-90”的这种行星轨道非常普遍,在已知的数百个恒星系统里的行星几乎都是按照这个规律在运行。

总而言之,现有的观测数据显示,太阳系确实非常特殊,那么到底是什么原因造成了太阳系与其它的恒星系统大不相同呢?

对于这种现象,有科学家提出了“大迁徙假说”(Grand Tack),即在太阳诞生之初,木星曾经在太阳引力的作用下向太阳系内侧迁徙,在运行到现在的火星的位置时(注:那个时候还没有火星),它与土星产生了轨道共振,然后又与土星一起向太阳系外侧运动,最终这两颗巨行星回到了现在的轨道上。

该观点认为,正是因为木星和土星的这种运动扰乱太阳系的早期结构,所以今天的太阳系才会显得如此“与众不同”。值得一提的是,由于“大迁徙假说”有不少的证据支持,因此这种观点得到了大多数科学家的认同。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`



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