游牧星球是如何工作的

由:埃里克·西格

艺术家对流浪物体在星际介质中漫游的演绎。这个物体被故意弄得很模糊,以显示它是否有大气层的不确定性。查看更多太空探索的照片
格雷格·斯图尔特/线性

回想一下你看过的每一部太空电影,说出一个角色被杀死的最糟糕的方式(试着忘记婴儿的事外星人从那家伙的胸口跳出来).明白了吗?好的。在太空中死亡的第二糟糕的方式肯定是漂浮在远离母舰的地方——在那里独自一人,无法控制方向或命运(尽管这将是一个非常快的死亡)。

现在想象一下,在现实生活中,可能有数百万颗行星与母舰没有联系。它们被称为游牧的行星(又名自由浮动星际孤儿的行星),天文学家和科幻小说粉丝们思考他们的存在已经有一段时间了。

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这些行星存在于太阳系之间的阴间,它们可能是在被逐出轨道后产生的,也可能是在星际云坍缩后形成的。无论哪种情况,他们最后都在银河系.地球也会被踢出局吗?会不会有一颗流浪行星闯入我们的太阳系?流浪行星的发现迫使我们重新审视一些非常基本的概念,从行星如何形成到它们如何在轨道上保持位置。

与此同时,这些流浪者让我们意识到,在行星层面上,我们并不像我们想象的那样孤独。事实上,与我们相伴的可能远不止系外行星。是的,根据卡弗里粒子天体物理和宇宙学研究所的天体物理学家路易斯·斯特里加里博士的一项估计,流浪行星的数量可能达到千万亿。

由于这是一个如此新的概念,科学界仍在努力确认不与恒星绑定的行星的存在。在这篇文章中,我们将探索流浪行星是如何形成的,它们会如何走向流浪,它们的目的地是哪里,最后,它们是否能够维持生命。

关于流浪行星,我们还有很多不了解的地方,但这正是它们令人兴奋的部分原因。

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首先,关于游牧星球的可怕的东西

美国宇航局的这项计划解释了黑洞引力微透镜的原理。当然,星系团也可以充当放大光线的透镜。"width=
美国宇航局的这项计划解释了黑洞引力微透镜的原理。当然,星系团也可以充当放大光线的透镜。
图片由美国宇航局

在日本大阪大学天体物理学家Sumi Takahiro的一项研究成果的帮助下,世界上很多地方在2011年年中首次发现了流浪行星。苏米的团队依靠引力透镜这与在星系中发现系外行星的技术相同。这项技术依赖于背景光源的光线,比如明星当物体从背景恒星和地球之间经过时,会发生扭曲;事实上,这种光被暂时放大了。Sumi和他的同事们发现了10颗质量大致与木星相当的行星,它们似乎没有遵循可识别的轨道。烟灰墨].这条消息在太空迷们的Facebook和Twitter上刷屏的速度比“下一代”(Next Generation)电影公告还快。

就像我们说的,理论是这些慢性的蜿蜒可能是由产生恒星的相同的气体云和尘埃云发展而来,或者是太阳系将它们从轨道上抛出。与此相关的是,太阳系可以吸引和困住附近的游牧行星进入较宽的轨道。完全有可能的是,在某个时候,我们的太阳系有比我们现在知道的更多的行星。也许摆脱一些外来的行星使地球有可能找到与我们的太阳相关的适居位置。

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至于地球可能会与某个流浪星球相撞的恐惧,是的,这种可能性很小,但我们的银河系充满了更小、更常见、同样致命的威胁(译文:小行星)担心。我们被一颗彗星或几英里宽的小行星毁灭的机会要大得多,尽管在事物的大计划中仍然相对较小。莫舍].

苏米最初的研究估计,在我们的星系中,每一颗恒星可能有两到三颗流浪行星。不到一年后,斯坦福卡弗里研究所(Kavli Institute at Stanford)的另一项研究进一步提高了这一估计,称银河系中每一颗恒星可能对应多达10万颗流浪行星。

最后一句的关键词是“可能”。Kavli估计是通过考虑以下因素确定的[来源:Freeberg]:

  • 银河系的引力摇摆
  • 有这么多物质可以创造流浪行星
  • 这些物质是如何排列成移动行星的,这些行星可能小如冥王星,也可能大如木星

如果这个理论是正确的,那么行星是如何形成的以及流浪行星在我们的星系中扮演着什么角色就会引起人们的疑问。现在,让我们致力于我们所知道的,并探索可能的可能性。

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游牧星球从哪里来?

这幅艺术构想描绘了一颗类似木星的行星在黑暗的太空中独自漂浮,没有母星。2011年,天文学家发现了10个这样孤独的行星存在的证据,这些行星被认为已经被“踢开”了。或者从发展中的太阳系中喷射出来。"width=
这幅艺术构想描绘了一颗类似木星的行星在黑暗的太空中独自漂浮,没有母星。2011年,天文学家发现了10个这样的孤独世界的证据,他们被认为是从发展中的太阳系中“启动”或喷射出来的。

让我们来了解一些可能是非常常见的行星的背景知识。到目前为止,科学家们对流浪行星的大部分假设都来自于我们对太阳系和银河系中更年轻的太阳系的研究。

据我们所知,它们可以有各种各样的尺寸和妆容。记住,苏米发现的第一个流浪行星是木星类的行星。因此,认为质量较小的小行星也可能会失控也不无道理。事实上,较小的行星可能更有可能被推出一个年轻的行星系;较大的银行可能是“天生”流氓;也就是从恒星形成的星团中产生。

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弹射背后的想法是,流浪行星受到来自各种来源的引力,从其他恒星到附近的行星。举个例子,科学家们在其他太阳系中观察到木星大小的行星,它们的轨道非常接近它们的轨道太阳(想想水星或金星靠近)。现在想象一下,如果我们的木星开始慢慢缩短轨道,向太阳靠近。它的质量是地球的300多倍,这给了它一个巨大的引力场。

当一颗木星大小的行星向内移动时,它会吸引较小的行星靠近它,从而破坏周围许多行星、卫星和矮行星的轨道。一颗经过的大行星的时断时续的引力可以把较小的行星拉出它们的轨道。当它们的轨道改变时,它们可能会被甩出太阳系,进入太空。这很像我们如何利用行星和卫星的引力将卫星发射到更远的太空中,只是这次我们谈论的是一个行星,而不是一个航天器,被给予重力辅助。这只是行星如何偏离轨道的一个例子。

另一种观点认为,如果一颗行星的恒星变成一个超新星.当然,一些行星会在剧烈的爆炸中被摧毁,但那些绕得更远的行星会被推到太空中,与母恒星脱离联系。

一旦脱离太阳系,流浪行星就会受到各种引力的影响。计算机模型显示,如果一颗行星在一个星团的生命早期被抛出,那么这颗行星更有可能被吸引到围绕另一颗邻近恒星的宽阔、松散的轨道上。恒星越大,就越有可能重新占领一颗流浪行星。计算机模型还显示,流浪行星极有可能被引力捕获黑洞【来源:冬季].

其他的可能性包括在银河系更大的轨道内运行的行星。这意味着它们仍然在银河的舞池中,并与人群一起移动,但它们只是不在一个群体中旅行。最后,两颗流浪行星相遇并形成它们自己的双星系统是完全有可能的——只是两个孤独的行星在空虚的空间里浪漫地围绕着对方旋转。突然间游牧星球听起来没那么危险了,对吧?

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游牧星球的环境会是怎样的?

在我们研究一颗流浪行星之前我们无法确定,但根据我们对行星、矮行星和行星的观测,我们可以做出一些基本假设卫星在我们的太阳系内外。所以让我们来探索游牧星球的一些可能属性。

他们能有白天和黑夜吗?不。正如我们已经知道的,我们的日光是由我们相对于太阳的位置产生的。没有附近的太阳,就没有我们所知道的日光。话虽如此,你也可以把光合作用从列表中划掉。

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它们有大气层吗?是的,游牧星球有大气层是完全有可能的。为了维持大气层,行星必须有足够的重力为了将气体和温度保持在足够低的水平,使气体不会被分解并逃逸到太空中。当你望向太阳系的外围时,即使是很小的冥王星也保持着它的大气层。所以,没错,游牧星球可以维持大气层,但这并不是说以地球的标准它就可以呼吸。

他们会有什么样的气候?这么说吧,如果你要访问大多数游牧星球的表面,你可能会想要带一件厚重的夹克。地球表面的大部分温度是由阳光决定的。没有太阳,天气很快就会变得非常寒冷。但这并不是说每一个游牧星球都将是一块贫瘠的冰冷死亡之地。地球地下温度的大部分来自于地球中心的放射性、摩擦和压力。虽然它们的表面可能很冷,但如果有足够的质量,一些流浪行星可以向它们的中心产生更温暖、维持生命的温度。如果它们有足够厚的大气层,它们的表面甚至有可能有一些热量。Freeberg].

他们有水吗?有一种可能是水——或者更有可能是冰——可能存在于一些游牧星球上。科学家们利用无人机器人和卫星在火星上探测到冰还有远古液态水存在的证据。在太阳系更远的地方,木卫二(木星的卫星之一)被认为有一个由冰组成的表面,覆盖着一片海洋。如果我们在太阳系的其他行星和卫星上发现了水,那么它存在于一些流浪者身上的可能性也很高。再乘以银河系中每颗恒星多达10万颗流浪行星,这种可能性就会迅速增加。

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游牧星球上可能存在生命吗?

流浪行星可能在我们未来广泛的太空冒险中扮演重要角色。"width=
流浪行星可能在我们未来广泛的太空冒险中扮演重要角色。

生活……这是一个改变游戏规则的问题。我们星系中的星际空间真的充满了生命吗?可能。根据我们对其他行星的了解,我们必须假设游牧星球会有一些相似之处。根据我们目前的发现,我们知道大多数行星都不能支持生命存在。但银河系的平均法则表明生命是可以存在的。我们就是活生生的例子。

就连每颗恒星估计有10万颗流浪行星的研究团队的负责人路易斯·斯特里加里(Louis Strigari)也对斯坦福新闻(Stanford News)说:“如果这些流浪行星中的任何一个足够大,有厚厚的大气层,它们可能捕获了足够的热量,让细菌生命存在。”在这种情况下,一些罕见的行星可能有生命形式,它们已经适应了我们银河系中最极端的条件。

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同样地,一些流浪行星可能携带着它们之前的太阳系中生命的残留物——或者构成部分,这取决于你选择如何看待它。给予足够的随机遭遇小行星还有其他的碎片,它们可能会把这些物质扩散到整个星系。

最后,在未来的某一天,人类可能会居住在一个游牧星球上,这是完全合理的。比邻星,离我们最近的恒星太阳距离地球4.22光年。游牧星球可能成为人类太空旅行的太空基地。一旦我们脱离了太阳系,我们就可以利用好客的游牧星球从岛上跳到另一个星系。不过话说回来,有这么多行星存在,我们甚至不需要去另一颗恒星去探索新行星。太阳和恒星之间巨大、空旷的黑暗地带突然充满了潜力——以及有待回答的问题。

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作者注:游牧星球如何工作

”等。什么? !”当我说我正在写一篇关于游牧星球的文章时,每个人都这样回答我。这是一个让人既害怕又着迷的话题。我对这门新学科了解得越多,我就越着迷。造访太阳系外行星的可能性令人着迷。

相关文章

  • Freeberg,安迪。“研究人员说,星系可能充满了‘流浪行星’。’”斯坦福大学新闻。2012年2月23日。(2012年4月3日)http://news.stanford.edu/news/2012/february/slac-nomad-planets-022312.html
  • 莫舍,戴夫。“‘游牧’行星比想象中更常见,可能围绕黑洞运行。”国家地理每日新闻。2012年2月24日。(2012年4月4日)http://news.nationalgeographic.com/news/2012/02/120224-rogue-nomad-planets-stars-black-holes-space-science/
  • 冬季,Hagai。“关于行星的起源在非常宽的轨道上从重新捕获自由浮动的行星”康奈尔大学图书馆。2012年2月10日。(2012年4月4日)http://arxiv.org/abs/1202.2362
  • 烟灰墨,孝宏。"通过引力微透镜探测到的游离或遥远的行星质量群"大自然。2011年5月18日。(2012年4月3日)http://www.nature.com/nature/journal/v473/n7347/full/nature10092.html

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