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50光年外神秘行星,挑戰我們對宇宙的傳統認知

2024-10-22科學

飛馬系51b行星之謎

在宇宙中,太陽為地球生命提供能量,我們對太陽及太陽系行星的執行規律已有深入了解。

然而,距地球50光年的飛馬系51b行星的發現,在天文學界引起巨大震動,並促使我們重新評估行星形成和演化的傳統認知。這顆行星是如何被發現的?為何它顛覆了我們的舊有認識?

發現太陽系外行星

1990年代初,瑞士天文學家妙思·馬約爾及其學生迪迪埃·奎洛茲在日內瓦大學天文系研究雙星系統。他們使用都卜勒視向速度法,透過測量恒星光譜線的微小變化來探測恒星視向速度的變化,從而判斷恒星周圍是否存在其他天體的重力幹擾。

系外行星的發現之旅

為了尋找系外行星,馬約爾和奎洛茲將技術套用於明亮恒星的觀測。由於當時器材不足,他們在法國上普羅旺斯天文台建了一台高分辨率光譜儀,命名為ELODIE。作為馬約爾的學生,奎洛茲負責儀器測試和數據處理。經過多年努力,他們達到了10米/秒的視向速度精度,足以探測到類似木星大小的行星對恒星的重力影響。

首顆繞類日恒星系外行星發現

1995年,馬約爾和奎洛茲使用ELODIE光譜儀觀測飛馬座51恒星,發現其視向速度呈周期性變化,符合一顆圍繞其公轉的行星的重力擾動。經進一步分析,他們宣布發現了第一顆繞類似太陽的恒星公轉的系外行星——飛馬座51b。

首顆確證系外行星

這一發現起初未獲廣泛認同,因飛馬座 51b 的軌域異常且之前有多次誤報。但美國加州大學馬西團隊隨後驗證並在四晚內確認其存在,最終獲得國際認可。飛馬座 51b 因此成為首顆確證的系外行星。

飛馬座51b行星特性概述

飛馬座51b位於飛馬座,距地球約50.9光年。它是類木行星,質素為木星的一半,但體積是木星的兩倍,這使其在行星中非常獨特。它繞母星飛馬座51恒星公轉,周期僅4天,且距離母星僅800萬公裏,比水星離太陽的距離近得多。

飛馬座51b的極端環境特性

飛馬座51b因靠近母星,遭受強烈輻射和重力,表面溫度高達約1000攝氏度,成為「熱木星」。其大氣層受熱膨脹,形成一層低密度的大氣圈。此外,飛馬座51b被潮汐釘選,始終以同一面對著母星,導致其一面溫度極高,另一面較冷,這種溫差和重力差異可能影響其內部結構和大氣流動。

飛馬座51b顛覆了傳統認知,因為它展示了極端條件下行星的獨特特征。

太陽系外行星認知局限

在飛馬座51b被發現前,科學家主要基於太陽系內的行星,特別是像木星這樣的氣態巨行星來認識行星。這些行星通常位於遠離恒星的地方,軌域周期長,受到的恒星輻射和重力影響較小。

這是因為遠離恒星的地方溫度較低,固體物質較多,有利於大行星透過吸積這些固體物質逐漸形成和發展。

飛馬系51b的啟示

然而,飛馬系 51b 徹底顛覆了這種常規認知。它距離母星僅約 800 萬公裏,在如此靠近恒星的位置,按常理應難以形成大行星,因缺乏足夠固體物質。這迫使我們重新評估太陽在行星形成和演化中的角色。

長期以來,我們以太陽系為樣版理解其他行星系統,認為太陽是行星形成和演化的關鍵。但飛馬系 51b 的存在表明,其他恒星系統的行星形成和演化機制可能與太陽系截然不同,太陽的作用方式未必適用於其他恒星系統。

飛馬座51b:外來行星之謎

有科學家提出,飛馬系51b可能不是其所在星系的原生天體。它可能是被「推」到目前靠近母星的位置,或在兩星系互動時被現恒星捕獲。這些假設不僅解釋了飛馬系51b的獨特位置,還挑戰了傳統行星形成理論。未來,隨著科技發展和更多觀測數據,我們有望更深入了解飛馬座51b及宇宙其他行星,推動天文學進步。

飛馬座51b行星的啟示

距離地球50光年的飛馬座51b行星,以其獨特的特性和驚人發現,揭示了宇宙多樣性和復雜性遠超預期的真相。

這促使我們重新思考太陽及行星的形成和演化,並在未來繼續探索宇宙奧秘,突破認知邊界,期待更多驚喜和發現。