太阳系怎么了?现在越变越古怪?

据国外媒体报道,“太阳系越看越古怪,”来自加州大学的行星科学家Gregory Laughlin说,只是目前还没法很快搞明白太阳系到底有多奇怪。我们对于太阳系并不陌生,这里是我们的家。上学时我们就已大致了解这个星系里的所有星球,记住了它们的名字和按照距离太阳远近来排列的顺序。距离太阳最近的四颗星球有着可以行走的岩石陆地,也方便宇宙飞船登陆。

太阳系

太阳系

剩下的星球(除了冥王星外),都是带有美丽光环的巨型气体星球。行星之间是小行星带,充当着护城河。配置简洁,一个半世纪以来,我们关于行星的了解大抵如此,一直到了1995年。当时天文学家发现了另一个行星绕着恒星旋转的星系,大小与木星相当,命名为51Pegasi B。之后的20年里,天文学家发现了数千个这样的星系。而据估计,整个银河系里有几千亿个。现在我们终于知道了,太阳系根本不孤单。

这些星系差不多就是一个缩小版的宇宙,充满着无序,宇宙的各个角落大概都是一个样子,没什么差别。但是在如果在这些多行星系间比较,我们的太阳系足够神奇到立马脱颖而出。科学家正在尝试解释它为什么会这奇怪。如果真的证实了它是茫茫宇宙中一个特异存在,那么连同我们和所有的生命都是如此了。

怪异的空间

行星和恒星一样普遍,知道这个事实就会意识到行星惊人的多样性。“我们总是隐约希望行星都是类似的,”Laughlin说,“它们确实差不多,但远比太阳系给我们的想象要古怪的多。”利用开普勒天文望远镜,天文学家发现了各种不同形状和大小的行星和行星系统,譬如一个规模相当于木星和它的最大的四颗卫星的Q版行星系。在另一些星系中,行星绕行的轨道面与恒星的旋转轴的角度非常大。还有少数星系,行星可以同时围绕两个恒星旋转,类似于令星球大战影迷疯狂的双恒星星系现实版。

太阳系

太阳系

太阳系里的行星不是小型的岩石星球就是巨型的气体星球。但是现在,天文学家发现其他大部分行星都没法归入这两个类别,而是介于两种类型之间,没气海王星(气体行星)大,比地球小。最小的一颗偶尔被称为“超级地球”(这个名字有些误导,因为超级地球一点也没必要像地球,只是个头比地球大些),可能是个岩石行星。稍大一些的叫子海王星,里面大部分是气体。更奇怪的是,很多行星的轨道都离恒星非常近,比水星与太阳的距离还要近。

2009年天文学家第一次发现这种行星时,大多数天文学家都是持怀疑态度的。“简直是疯狂到令大多数人都不相信”Laughlin说。开普勒上天后,证实了它确实存在,而且无处不在。事实上,银河系里半数的恒星可能都拥有这种紧密的超级地球式的行星。“这算是最大的不同点之一,”Laughlin说,“因为在距离太阳最近的水星与太阳之间,空空如也,连一颗小行星都没有。”

木星是另一个让太阳系奇怪起来的地方。像木星那样的大行星并不常见,而且大多数的轨道半径都地球和火星的轨道半径差不多。与木星轨道半径相近的大行星只有2%。没人知道太阳系为何与众不同,对此,Laughlin有自己的观点。他在解释中设计了一个精巧的场景,游牧的木星突袭并摧毁了还在婴儿时期的行星,改变了太阳系的命运,为我们所深爱的地球清出一条路。

太阳系

太阳系

折腾的木星

当气体云坍缩成一个高密度球体时,行星几乎是跟着恒星诞生的,前后脚的关系。残余的气体和尘埃围绕着恒星旋转,逐渐蜕变成一个披萨式的圆盘。圆盘中的物质又渐渐聚集在一起创造出一个新世界。过去天文学家认为行星诞生的地方就是它们现在所处的位置。炙热的恒星附近,一些以发挥的化合物如冰和气体都不会存在太久。留下来都是岩石或者金属,所以太阳附近存活下来的是岩石类的行星。远离恒星的地方气体和碎冰才能得以保存,最终汇形成我们今天所见到的气体行星。不过,天文学家后来也发现了靠近恒星的气体行星。此时天文学家才意识到这些气体恒星很可能是在形成之后再慢慢靠近恒星的。行星迁移可能很普遍,太阳系里的气体行星可能都有这样折腾过。