4000光年外地球大小系外行星或為行星殘存體

藝術示意圖：兩顆近距離圍繞一顆恆星運行的系外行星

　　新浪環球地理訊 北京時間2月16日消息，據美國國家地理網站報道，一項最新研究指出，一對在很近的距離上圍繞一顆垂死恆星公轉的地球大小的系外行星，可能是原有木星大小的氣態巨行星被摧毀之後留下的殘存體。

　　這兩顆行星是利用美國宇航局開普勒空間望遠鏡發現的，去年12月份這一結果在《自然》雜誌上發表：計算顯示這兩顆行星的直徑都和地球接近。它們圍繞一顆名為KIC 05807616的亞矮B型星運行，這顆恆星距離地球約4000光年。

　　當太陽一類的主序星耗盡其核心氫燃料之後，恆星便進入紅巨星階段，在這一階段，恆星的外部氣殼將膨脹為其原始直徑的數百倍。最終，這個巨大的氣體殼將徹底被拋入太空之中，原本的恆星只剩下一個緻密的內核，稱為白矮星。然而有時候紅巨星也會在其核心氫燃料耗盡之前便開始提前丟失其外部氣殼，從而形成所謂的亞矮B型星，如這裡提及的恆星KIC 05807616。和傳統定義上的亞矮星相比，亞矮B型星溫度更高，亮度也更亮。

　　此次在開普勒數據中發現這兩顆系外行星的科學家們認為這顆行星原本是和木星或土星相類似的氣態巨行星。由於其圍繞公轉的中央恆星進入紅巨星階段，這兩顆距離恆星較近的行星被吞入恆星膨脹的稀薄大氣之中。這樣的結果是恆星的高溫炙烤著大地，兩顆行星上的液體和氣體很快就被蒸發逃逸殆盡，最終只剩下兩個光禿禿的岩石星球，也就是我們現在所發現的這兩顆地球大小的系外行星。

　　但是來自以色列理工學院的天體物理學家艾里爾·貝爾(Ealeal Bear)以及諾姆·索克(Noam Soker)則提出了一種不一樣的見解。他們認為，這兩顆地球大小的岩石星球有可能是由一顆氣態巨行星形成的，這樣一顆巨行星的質量至少是木星的5倍以上，其含有的液體和氣體都已經在恆星的炙烤下消失。隨後，這顆巨行星留下的岩石內核在恆星引力作用下一分為二，成為了今天我們所見到的兩顆獨立行星。

　　行星共振理論？

　　貝爾和索克之所以提出這一新理論，是因為他們對這兩顆行星之間存在的軌道共振問題非常關注。所謂軌道共振就是指在一個系統中，有兩個天體圍繞第三個天體運行，這兩個繞行的天體之間存在的一種引力位置作用關係。當行星之間的軌道公轉周期呈現某種比例關係時，就有可能發生軌道共振，這將對行星的軌道和其它條件造成顯著影響。

　　而在此次發現的兩顆系外行星的案例中，這兩顆行星的軌道周期之比恰為3:2，也就是說，當一顆行星完成3周軌道運行時，另一顆剛好完成兩周。

　　行星的發現者們認為這兩顆行星在被恆星的外層氣體殼包裹之前，其軌道便已經處於3:2的共振關係。但是貝爾和索克不這麼認為，他們指出這種觀點是站不住腳的。因為當恆星腫脹的氣體外殼包裹住這兩顆行星時，必將破壞其當時業已存在的這種共振關係。索克認為這種恆星氣體外殼將行星「吞噬」的過程是「一種迅速發生的激烈過程」。

　　根據他們兩人的最新研究結果，這顆單獨的氣態大行星對於這顆恆星本身的演化也起到了重要的影響。當它被紅巨星巨大的氣體外殼包裹時，行星和氣體外殼之間發生摩擦，這樣一來行星的動量被不斷轉嫁到氣體外殼中，這一過程幫助恆星的外層氣體殼散逸殆盡，留下一個裸露的恆星內核。

　　按照這種情況，至少有兩塊原始巨行星的碎片殘留了下來並繼續圍繞恆星運行，其餘的更多碎片或許已經落入恆星焚毀或是已經被從這一體系中彈射出去。

　　更多類似案例？

　　瓦列里·馮-格洛特爾(Valerie Van Grootel)是荷蘭列日大學天文學家，她是最先發現這兩顆系外行星的科學家之一。她認為這一理論對於她和她小組的發現是一個「有趣的解讀。」

　　她說：「他們對我們的解釋給出的質疑是有意義的。確實設想當恆星的氣體外殼包裹住這兩顆行星時，假設兩者之間原有的共振關係不發生變化是非常困難的。」但是她也補充道，這兩顆行星也有可能在恆星氣體外殼的吞噬事件發生之後達成3:2共振狀態。

　　然而索克對這種說法也提出了反駁，他指出，根據開普勒望遠鏡給出的數據來看，這一行星系統中似乎還存在著第三顆尚未被確認的行星體。對於這種現象，他們給出的單一巨行星內核分裂說顯然可以比原有理論更加自然地做出解釋。他說：「我們的模型『自然地』給出了第三顆甚至更多行星存在於這一系統中的可能性。」因為那顆原始巨行星內核可以分裂成多個碎片，從而形成多顆單獨的較小行星。

　　羅尼·巴內斯(Rory Barnes)是美國華盛頓大學的天文學家，他評價這一新理論是對於現有理論「可信的替代選項」，但是他強調目前仍然需要更多的計算機模擬以便給出兩種理論的取捨。

　　他說：「考察更多類似恆星KIC 05807616的星系情況也是可以考慮的。因為這樣做將可以增加輸入計算機模型中的數據。」(晨風)

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