開普勒望遠鏡又有新發現,或許將改寫現有太陽系形成理論!

太陽系 開普勒 地球 火星 木星 天文同好樂園 2018-11-29
開普勒望遠鏡又有新發現,或許將改寫現有太陽系形成理論!

太陽系行星系統

目前我們所知的太陽系的起源,均來自於教科書,似乎已是板上釘釘無需懷疑的。剛誕生的太陽周圍聚集著一團氣體塵埃雲,在靠近太陽的地方,揮發性物質(如水和其它冰狀物)在相對較高的溫度下蒸發變成氣體,留下巖質行星。但在遠離太陽的地方,低溫讓揮發物凝聚,從而形成氣態巨行星。地球的軌道剛剛好,就成了質量最大的巖體行星,木星則很偶然地成為了一顆氣態巨行星,是所有太陽系行星中的“老大”。

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月面隕石坑

行星在形成後最初的8億年中遭到了小行星持續轟擊,這些猛烈的轟擊讓月球、水星以及其它沒有大氣層保護的天體留下了滿身的傷痕。在行星誕生大約8億年以後,轟擊減少,整個太陽系慢慢安靜了下來,只有為數不多的彗星或者小行星進入太陽系,能夠進入內太陽系並撞擊地球的更是少之又少,例如6600萬年前殺死恐龍的那次撞擊,只能算是偶發事件。

這就是傳統的太陽系形成理論。宇宙學家告訴我們,我們的太陽系在宇宙中再普通不過,並不特殊,在銀河系內甚至在河外星系中,類似於我們太陽系的行星系統一定多如牛毛。

開普勒望遠鏡又有新發現,或許將改寫現有太陽系形成理論!

木星

但就在不久前,我們的太陽系現有的形成理論遇到了新的挑戰。美國宇航局(NASA)的開普勒空間望遠鏡在探測系外行星時發現了很多跡象,這些跡象很可能成為太陽系形成新理論的證據。“開普勒”的探測目標是一些恆星,它搜尋從它們前方橫穿而過的行星,這種類似於太陽系中水星凌日的凌星現象,能夠告訴我們這些系外行星的個頭和公轉軌道週期。2009年“開普勒”升空後,得到確認的系外行星系統只有幾百個,但到了現在,“開普勒”把已經發現了幾千個系外行星系統。

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火星

通過嚴謹的分析已確認的系外行星的軌道週期和半徑數據,發現絕大多數行星都分佈在1至10倍地球半徑,軌道週期為120天、甚至更少的軌道週期圍成的區域裡。多行星系統似乎擁有不少超級地球——比地球個頭大、但質量不超過17倍地球質量(約為海王星的質量)的巖體行星。截至目前,在已發現的3700多個系外行星裡,超級地球最為常見。但是,在我們的太陽系卻連一顆都沒有,這是疑問點一。

研究還發現,在這些系外行星系統中的類木氣態行星,距離它們的母恆星都比較近。科學家發現了第一顆圍繞類太陽恆星轉動的系外行星51 Pegasi b,最終被證實就是一顆類木氣態巨行星。這顆行星的質量只有木星質量的一半大,每4.2天繞母星轉一圈,與母星的平均距離為780萬公里。而與之相比,我們太陽系中水星每88天就繞太陽一圈,而且絕不會跑到離太陽4600萬公里以內的地方去。人類當前公認的理論模型無法讓一顆如木星般大小的行星離它的母星那麼近,這種現象在我們太陽系中為何沒有發生?這是疑問點二。

開普勒望遠鏡又有新發現,或許將改寫現有太陽系形成理論!

海王星

除了研究這些系外行星發現了很多不同於我們太陽系的異常,行星科學家也嘗試了用超級計算機模擬建造太陽系,依據現有的太陽系形成理論,所得的結果讓人相當困惑,模擬得出的火星質量總是比真實的火星質量大5至10倍,也就是說,現有的火星質量偏小,這又是為何?這是疑問點三。

以上三點疑問,似乎還不足以改寫我們太陽系的傳統形成理論,但至少,傳統理論受到了挑戰,正如愛因斯坦的廣義相對論並不是宇宙的終極法則一樣。

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