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为啥说流浪行星超预期又不可能与地球相撞?

2012-02-29 08:19:31 本文行家:莫刚

北京时间2012年2月28日信息,据美国国家地理网站报道,一项最新模拟研究显示,恒星甚至黑洞周围可能都存在着流浪行星,这些行星诞生于某个恒星系中,但后来被踢出了它们出生的星系四处流浪。而与此同时另一项研究则指出,这种流浪行星的数量可能远比我们之前想象的要多。

流浪行星数量或远超预期

艺术示意图:一颗流浪行星艺术示意图:一颗流浪行星

北京时间2012年2月28日信息,据美国国家地理网站报道,一项最新模拟研究显示,恒星甚至黑洞周围可能都存在着流浪行星,这些行星诞生于某个恒星系中,但后来被踢出了它们出生的星系四处流浪。而与此同时另一项研究则指出,这种流浪行星的数量可能远比我们之前想象的要多。

天文学家从前对于所谓流浪行星的说法一般都会嗤之以鼻,但是最近几年已经有间接证据显示这类行星的确存在,加上超级计算机的模拟结果也同样确认了这一说法。

比如,上周四公布的一项研究结果显示,尽管我们银河系内拥有数量庞大,达到2000~4000亿颗的恒星,但是银河系中的流浪行星数量可能更加惊人,它们和恒星的数量比甚至可能高达10万比1。而在此之前科学家们认为的这一比例数值大致为2比1。

但一个重大的问题在于,恒星,黑洞,甚至是其它行星,是否真的有能力捕获这些自由漂浮的行星体?为了找到这一问题的答案,两位天体物理学家对不同大小不同密度的多个星群进行了计算机模拟,这些星群最终将会在星系的引力作用下解体。模拟的结果显示这些星群中大约有3%~6%的成员恒星拥有流浪行星,这一比例远高于之前预期。

追踪流浪行星

流浪行星被踢出它们原本所在的星系可能有多种原因。其中包括和其它行星之间的相互引力作用,过分靠近的其它恒星产生的引潮力,或者中央恒星发生超新星爆发或变为黑洞的影响。

到目前为止,我们没有办法区分一颗行星究竟是原生的还是来自于外部其它地方。

但是天体物理学家,哈佛大学的哈盖尔·皮瑞茨(Hagai Perets)和他在中国北京大学同事们认为这是有据可查的。他们指出,一颗被捕获的行星的轨道半径应当较大,并且应具有较高的轨道偏心率。

这些被捕获的流浪行星最终可能会逐渐“下沉”,直至抵达大约相当于10倍日地距离的轨道位置。皮瑞茨说:“这一结论告诉我们,捕获的流浪行星不会存在于非常靠近恒星的位置上。”

行星是黑洞的捕获物

在模拟过程中科学家们发现,如果一颗恒星的质量越大密度越高,它就越有可能捕获一颗流浪行星,这样一来黑洞捕获流浪行星的能力就比一般的恒星要高出两倍以上。较高的密度让流浪行星能够更加靠近其引力本体,这样也就让流浪行星一旦进入其范围便难以逃脱。

模拟研究显示,质量介于5~15倍太阳质量的黑洞中大约有一半可能捕获有流浪恒星,而其中大约5%~10%的黑洞可能曾经捕获过一颗流浪行星。

埃里克·福特(Eric Ford)来自美国佛罗里达大学,是一位天体物理学家。他本人并未参与此项研究工作,但是他评价这项工作是“令人信服的”。他指出行星,恒星和星群的演化过程中微妙的时间因素是非常重要的。他说:“这里的一点是何种规模的星群中是有最大量的恒星从中诞生的?这些星群的结构如何?这里都有一个非常关键的时间问题。”

他指出,行星形成于恒星生命周期中一个非常特殊的时期,而更进一步说也需契合星群的特定生命周期。如果星群过快的被解散,那么流浪行星被捕获的机会将大打折扣,原因当然是因为恒星之间的间距大大增加了。形成一颗行星可能需要上千万至数亿年,因此如果某个星群中的恒星在行星形成之前便被驱散,行星或许将无法达到足够的速度可以运行抵达另一颗恒星附近并被捕获。

不可能和地球相撞

但是福特也补充说:“但我们并不将这些行星视作异类,相反我们将它们视作常见的情形。”但科学家们也指出,尽管如此,我们的太阳看起来并没有拥有任何捕获的流浪行星。

福特说:“在考虑一颗流浪行星和地球相撞这样的问题之前,我还有很多其他的问题需要考虑。相比之下我倒是更愿意担心彗星或小行星和地球相撞并将我们彻底抹掉的可能性。”

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