科學(xué)解析超新星爆炸下“流浪行星”形成之謎

第頁(yè)科學(xué)解析超新星爆炸下“流浪行星〞形成之謎據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,一項(xiàng)最新天文研究說(shuō)明,當(dāng)一顆恒星以猛烈超新星形式死亡時(shí),其行星系統(tǒng)內(nèi)的行星可能以彈出軌道或者被釋放漫游在星系之中而幸存下來(lái)。這項(xiàng)理論提供了迄今發(fā)現(xiàn)的許多“流浪行星〞的形成之謎,并意味著銀河系內(nèi)可能存在著更多自由漫游的行星。英國(guó)劍橋大學(xué)天文學(xué)家迪米特里-薇拉斯(DimitriVeras)是該項(xiàng)研究負(fù)責(zé)人,他說(shuō)：“由于每顆恒星都將死亡,因此將足以引發(fā)大量行星被噴射,因此在星系中可形成大量自由軌道運(yùn)行的行星。我們并不知道這些流浪行星的普遍程度,但是觀測(cè)證據(jù)顯示在恒星之間漂浮的行星數(shù)量遠(yuǎn)超過(guò)環(huán)繞其軌道的行星。〞同時(shí),這項(xiàng)最新研究暗示在非常罕見(jiàn)的情況下,許多幸存行星可能與超新星殘骸相結(jié)合,在恒星爆炸后遺留的中子星或者黑洞周?chē)l(fā)現(xiàn)一個(gè)新的運(yùn)行軌道。這項(xiàng)基于復(fù)雜計(jì)算機(jī)模型的最新理論將二體問(wèn)題(two-bodyproblem)考慮在內(nèi),作為經(jīng)典力學(xué)公式,二體問(wèn)題有助于探測(cè)兩個(gè)相互影響天體的軌道,從環(huán)繞在一顆原子核周?chē)碾娮?至環(huán)繞一顆恒星的行星。只要天文學(xué)家能測(cè)量出兩個(gè)天體的質(zhì)量、位置和速度,他們便能使用簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)方程式測(cè)試出它們的過(guò)去和未來(lái)。薇拉斯稱(chēng),由于恒星在步行死亡階段中將損失質(zhì)量,該現(xiàn)象適合于應(yīng)用二體問(wèn)題進(jìn)行分析。在這項(xiàng)情形下,我們并不知道是否通過(guò)一個(gè)方程式便能完全解決,因此在許多情況下我們必須使用計(jì)算機(jī)來(lái)模擬它們的運(yùn)行軌道。依據(jù)計(jì)算機(jī)模型,至少是太陽(yáng)7-10倍質(zhì)量的恒星才能演變成為超新星,這股強(qiáng)大的恒星爆炸可以吞并任何內(nèi)部行星,它們的軌道范圍是地球和太陽(yáng)之間距離的數(shù)倍。在地球-太陽(yáng)距離數(shù)百倍的軌道運(yùn)行行星將最終軌道破壞和拉長(zhǎng),最終被彈至星際空間之中。在某些情況下,這些陷入混亂之中的行星除穩(wěn)定環(huán)繞在超新星殘骸周?chē)能壍郎?它們將被彈至更遙遠(yuǎn)的太空軌道。這些行星可能繼續(xù)非常遙遠(yuǎn)地環(huán)繞在脈沖星以及黑洞的恒星殘骸,它們不會(huì)被強(qiáng)烈引力所吞并,但除那些被燒焦的死亡恒星之外。因此位于行星系統(tǒng)邊緣的行星就更容易被剝離,在其它幾顆恒星的引力作用下沒(méi)有固定的運(yùn)行軌道,形成流浪行星。2019年5月,一支天文學(xué)家小組描述現(xiàn)已觀測(cè)到10顆行星獨(dú)立漫游穿過(guò)星際空間。美國(guó)賓夕法尼亞州大學(xué)天文學(xué)家施坦因-希古拉德森(SteinnSigurdsson)稱(chēng),這項(xiàng)最新驅(qū)逐機(jī)制可能解釋那些新生行星如何逃離它們的行星系統(tǒng)。但是希古拉德森警告還可能有其它的方法適用于解釋行星如何被踢出它們的行星系統(tǒng)。其它的解釋是行星間的散射效應(yīng),超大質(zhì)量行星將其它行星踢出原先的運(yùn)行軌道,一些行星將像不受束縛的流浪一樣駛向外太空。希古拉德森強(qiáng)調(diào),很可能是兩種機(jī)制結(jié)合在一起形成流浪行星,基于行星散射效應(yīng)使行星處于較廣泛的軌道范圍,之后超新星爆炸將它們從行星系統(tǒng)內(nèi)噴射出去。無(wú)論哪種形式,他認(rèn)為這兩種可能性都會(huì)促使大量自由漂浮的行星形成,預(yù)計(jì)大約有數(shù)十億顆流浪行星存在著。被彈出的流浪星體很可能孕育外星生命,這項(xiàng)研究中最令人好奇的一個(gè)問(wèn)題是或許生命體可能存在于這些流浪行星上。“行星獵人〞約翰-戴伯斯(JohnDebes)稱(chēng),許多科學(xué)家支持這一觀點(diǎn),如果某顆流浪行星具有足夠的內(nèi)部熱量,并已支持地表下巖石層生命體。月球像木衛(wèi)二一樣,其外表受木星潮汐定期地加熱(由于與其它衛(wèi)星之間的恒定交互性產(chǎn)生的),它具備孕育幸存生命體的最正確溫床。據(jù)悉,戴伯斯是美國(guó)宇航局戈達(dá)德太空飛行中心一位博士后生。戴伯斯說(shuō)：“地球擁有保持生命體存在的必要條件,如果存在著一顆被踢除軌道之外的地球衛(wèi)星,那么它極有可能孕育生命。同時(shí),生命也可以不需要在一定條件下的主恒星也能孕育產(chǎn)生。