書(shū)接上回，咱們接著聊外星世界。

【會(huì)下金屬雨的地獄星球】

(資料圖片)

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)宇宙中充滿了外星行星，它們無(wú)處不在。這些外星行星有熾熱的世界、有劇烈碰撞的世界、還有被恒星吞噬的世界。

外星的世界比我們想象的要多得多，系外行星正在改寫(xiě)行星的定義。甚至有些行星是如何存在的還是個(gè)謎，它們似乎違背了物理定律。外星世界挑戰(zhàn)著科學(xué)家們對(duì)行星系理解的。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的外星世界越多，它們就越奇怪。它們的行為完全不像我們?cè)谔?yáng)系中看到的那樣。

科學(xué)家們把太陽(yáng)系外的外星世界形象地稱之為宇宙中狂野的西部世界，在這些地方，瘋狂的事情正在發(fā)生，完全不受控制。

有一個(gè)外星世界非常地引人注目，它是一個(gè)來(lái)自地獄的星球。當(dāng)科學(xué)家們檢查這顆行星的大氣層時(shí)，發(fā)現(xiàn)了液態(tài)鐵。

鐵被加熱非常高的溫度，然后被蒸發(fā)，最后像雨一樣從天而降。

這顆行星被科學(xué)家們命名為：WASP-76b。它距地球640光年，位于雙魚(yú)座。

為什么這顆行星，比太陽(yáng)系中的行星更極端呢？

起初，這顆行星看起來(lái)沒(méi)什么特別的。WASP-76b繞著像我們的太陽(yáng)一樣恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，它是一顆氣態(tài)巨行星，有點(diǎn)像我們太陽(yáng)系中的木星。

但它的位置有很大的不同，它并不在恒星系的外圍，而是在離恒星非常非常近的地方。木星離太陽(yáng)近5億英里，但WASP-76b離它的恒星只有300萬(wàn)英里。這就是它成為熱木星的原因。

WASP-76b想象圖

WASP-76b 上的溫度超過(guò)2200攝氏度，創(chuàng)造了宇宙中最極端的環(huán)境之一。

由于WASP-76b離它的主恒星非常近，所以恒星的引力會(huì)緊緊地抓住行星，隨著時(shí)間的推移，自轉(zhuǎn)的速度就會(huì)放慢，最后就會(huì)被鎖定，使它的一面始終朝向恒星。這種引力作用被稱為潮汐鎖定。

潮汐鎖定，筆者在之前的科普文已經(jīng)不止一次提到了。事實(shí)上我們已經(jīng)習(xí)慣了潮汐鎖定，因?yàn)槲覀兊脑虑颉覀冎荒芸吹皆虑虻囊幻妫虑虻谋趁娉掷m(xù)面對(duì)著太空。

潮汐鎖住行星是有后果的，而且并不是所有的后果都是好的。這可能會(huì)造成一些非常極端的天氣條件，白天的一面非常熱，而晚上的一面非常冷。

2020年，科學(xué)家們仔細(xì)觀察了星球白天和黑夜之間的大氣層。這個(gè)模糊地帶有大量的雨水，但在這里，雨水是熔融的鐵。

也就是說(shuō)，這個(gè)星球正在下著鐵水雨。科幻小說(shuō)家似乎也寫(xiě)不出這樣的場(chǎng)景。真實(shí)的大自然比我們能想到的任何東西都要瘋狂。

那么既然有鐵水雨，那么肯定就有汽化的鐵。事實(shí)上，大多數(shù)物質(zhì)可以以不同的狀態(tài)存在。比如“水”，當(dāng)是冰的時(shí)候，它就是固體；把冰加熱后，它會(huì)變成水，水就是液體狀態(tài)；然后如果再加熱，它會(huì)變成蒸汽，就像從水壺里出來(lái)的一樣，此時(shí)它就是氣體。

每一種化學(xué)元素都是如此，所以對(duì)于鐵來(lái)說(shuō)，如果進(jìn)一步加熱它，它就會(huì)變成氣體，所以在這個(gè)星球上，真的可以看到鐵蒸汽云。隨著溫度下降，就會(huì)凝結(jié)成鐵液并形成鐵水雨。

噩夢(mèng)般的天氣狀況是WASP-76b接近其恒星的直接結(jié)果。

WASP-76b除了會(huì)下鐵水雨，還有極端的風(fēng)暴。由于WASP-76b被其主星潮汐鎖定，所以它的白天一面被恒星持續(xù)烘烤，溫度超過(guò)2200攝氏度。但這顆行星的背面溫度相對(duì)較低，1500攝氏度。

這種溫差形成了壯觀的氣流，導(dǎo)致WASP-76b上的風(fēng)速超過(guò)了音速，以每小時(shí)數(shù)千英里的速度飛行。

這種風(fēng)能夠把鐵蒸汽云吹到星球夜晚的一面，在那里，鐵蒸汽將經(jīng)歷戲劇性的變化。那里溫度更低，不能以氣體的形式存在，所以它會(huì)凝結(jié)成液體，然后像雨一樣落下。

【泡芙行星】

會(huì)下鐵水雨的星球的確是非常怪異的，事實(shí)上像這樣的“熱木星”在外恒星系非常多見(jiàn)。

但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了另一種怪異的星球。這種星球簡(jiǎn)直讓科學(xué)家們“懷疑人生”。

2012年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了三顆氣體巨行星圍繞著一顆類似太陽(yáng)的恒星運(yùn)行。這顆恒星命名為“開(kāi)普勒-51”，位于天鵝座，距離我們2615光年。

起初，科學(xué)家們認(rèn)為這些行星似乎與木星沒(méi)有什么區(qū)別。然后，在2019年，科學(xué)家們進(jìn)行了近距離觀察。

由于開(kāi)普勒-51是一顆類日恒星，所以科學(xué)家們期望找到類地行星。當(dāng)然科學(xué)家們也已經(jīng)習(xí)慣發(fā)現(xiàn)一些奇怪的行星了。

但當(dāng)科學(xué)家們仔細(xì)觀察這三顆氣體巨行星時(shí)，才意識(shí)到他們發(fā)現(xiàn)真正奇怪的星球。科學(xué)家們甚至認(rèn)為，這樣的星球不應(yīng)該存在。

它們看起來(lái)像木星，但質(zhì)量卻只有地球的幾倍。這些行星的密度只有水的1/10！簡(jiǎn)直輕得不可思議。于是科學(xué)家們把它們形象地稱為“泡芙行星”。

泡芙行星們

這些超級(jí)泡芙行星是由氦和氫組成，就像木星一樣。但與木星不同的是，超級(jí)氣團(tuán)中的氣體并不密集地聚集在一起，它很松散，形成了又大又蓬松的球。所以即使它們和木星一樣大，它們的質(zhì)量也只有木星的1%。

所以這些泡芙行星非常非常蓬松，它是由一種輕盈的像雪一樣的密度的物質(zhì)組成。這些行星的極低質(zhì)量給行星科學(xué)家提出了一個(gè)問(wèn)題：這些超級(jí)泡芙的世界是如何存在的？

像木星這樣的氣態(tài)巨行星，其核心是冰和巖石。木星的地核不斷膨脹，直到產(chǎn)生足夠的引力來(lái)吸收氣體，形成了一個(gè)近2000英里深的大氣層。

超級(jí)泡芙行星也是這樣形成的嗎？?jī)H僅根據(jù)目前科學(xué)家們對(duì)行星形成的了解，這些行星是如何形成的還是一個(gè)謎。

有這么輕的天體是一件很不尋常的事情，因?yàn)榭茖W(xué)家們認(rèn)識(shí)的行星通常不是這樣形成的。

目前科學(xué)家們對(duì)這些超級(jí)泡芙行星是如何形成的，有了一個(gè)理論。

今天我們看到的這三顆行星相對(duì)靠近它們的母恒星。但考慮到它們的組成，它們很可能在更遠(yuǎn)的地方形成，即在雪線以外的地方。氣體行星只在雪線外形成，遠(yuǎn)離恒星，那里的氣體會(huì)聚集在一起，這樣就能夠抓住大量的氫和氦，并建立一個(gè)大氣層。

在雪線以外水凝結(jié)成固體，這一過(guò)程大大促進(jìn)了微小行星的形成。這些冰冷的星子推動(dòng)了氣體巨行星的快速成長(zhǎng)。

超級(jí)泡芙形成于比木星更遠(yuǎn)的地方，在一個(gè)更冷的區(qū)域。與木星相比超級(jí)泡芙的核心相對(duì)較小。但因?yàn)樗鼈兪窃谶@個(gè)更冷的區(qū)域形成的，它們?nèi)匀晃樟舜罅康臍浜秃ぃ罱K就會(huì)形成一個(gè)體積很大但密度很低，質(zhì)量很低的天體。

這些行星在大約5億年的時(shí)間里一直在變大。在變大的同時(shí)，它們也在移動(dòng)。它們的母恒星的引力可以把這些行星拉得更近。所以我們可以看到超級(jí)泡芙的“行星鏈”，就像火車(chē)上的車(chē)廂一樣。

它們離恒星越近，撞擊超級(jí)泡芙行星的恒星風(fēng)就越多，星風(fēng)吹散了蓬松的大氣，這個(gè)過(guò)程叫做光蒸發(fā)。

這種光蒸發(fā)的過(guò)程導(dǎo)致這些行星失去它們的大氣，大約每秒鐘失去數(shù)十億噸的大氣。所以這些超級(jí)泡芙就像繞軌道飛行的蒲公英，然后被風(fēng)吹走了。

科學(xué)家們預(yù)測(cè)，在接下來(lái)的45億年里，一顆離恒星最近的超級(jí)泡芙行星將失去所有的大氣層，只留下一顆半徑小于海王星的行星。另外兩顆超級(jí)泡芙行星可能將毫發(fā)無(wú)損地逃脫。

【水世界行星】

現(xiàn)代科技讓科學(xué)家們迅速地發(fā)現(xiàn)各種各樣奇怪的世界，也找到了一些熟悉的東西。盡管科學(xué)家們挖掘了這多的寶藏，但令科學(xué)家們沮喪的是，一直沒(méi)有找到任何與我們的星球有點(diǎn)相似的星球。

找到一個(gè)類似地球的行星，并且能適合生命生存的系外行星，需要非常大的運(yùn)氣。篩選這些系外行星，尋找適合生命生存的星球就像是手機(jī)上的“星際約會(huì)應(yīng)用程序”。

如果星球有鐵水雨，那絕對(duì)是不可能！看到有毒的大氣，滑走！看到紅巨星，滑走！大氣層太熱、太冷、太厚，不行不行！沒(méi)有紫外線，不不不！

最后，一個(gè)星球都沒(méi)有！科學(xué)家們無(wú)法在“星際約會(huì)應(yīng)用程序”中找到心儀的“對(duì)象”。

在尋找生命的過(guò)程中，有一個(gè)基本的要素是所有科學(xué)家們都認(rèn)同的，那就是“跟著水走”。

現(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)知道很多星球都有水。在之前筆者的科普文中也提到過(guò)，太陽(yáng)系中不止在宜居帶中有水的存在，木星、土星的一些衛(wèi)星上有水；冥王星上有水；甚至最靠近的太陽(yáng)的水星上都有水。

2019年的一項(xiàng)研究表明，銀河系中可能有許多世界存在水，水的數(shù)量是地球的數(shù)千倍。這些行星中有許多比海王星稍小一些，科學(xué)家們稱它們?yōu)閬喓Ｍ跣恰?/strong>

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的這些亞海王星是比海王星小但比地球大的行星，它們并不像我們以前見(jiàn)過(guò)的任何行星。

在蛇夫座，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球40光年的這樣的行星。這顆行星命名為：GJ 1214 b，但科學(xué)家們給這顆行星起了個(gè)綽號(hào)“水世界”。

GJ 1214 b想象圖

那么生命能在太多的水世界中存在嗎？

到目前為止，科學(xué)家們還不太確定GJ 1214 b長(zhǎng)什么樣。盡管地球被稱為藍(lán)色星球，但它的質(zhì)量中只有0.05%是水。而GJ 1214 b的質(zhì)量中有70%可能是水。

這顆行星被認(rèn)為有一個(gè)巖石內(nèi)核，有奇怪的海洋和由水蒸氣組成的熱氣騰騰的大氣層。可以說(shuō)這顆行星除了水什么都沒(méi)有。

與地球不同，GJ 1214 b很可能沒(méi)有復(fù)雜的水和陸地塊的排列。如果沒(méi)有了穩(wěn)定的陸地板塊和健康、長(zhǎng)期穩(wěn)定的海洋。陸地與海洋之間就缺乏相互作用。

科學(xué)家們認(rèn)為生命起源于海洋，但它需要從巖石中獲取化學(xué)物質(zhì)才能開(kāi)啟生命。如果沒(méi)有陸地和海洋的相互作用，生命可能就不會(huì)進(jìn)化。

gj1214 b上不僅沒(méi)有陸海關(guān)系，這里的進(jìn)化還可能以另一種方式受到限制。地球上的海洋被海底幾千英尺深的深海熱泉注入的化學(xué)物質(zhì)所填充。而GJ 1214 b的海底有幾千英里深，在這非常深的海洋的底部有非常高的壓力。

當(dāng)上面有很多水時(shí)，太陽(yáng)輻射或陽(yáng)光完全被阻擋。所以GJ 1214 b的海底溫度很低，甚至水可能是以冰的形式存在。

地球上大部分的冰都被稱為“冰一號(hào)”，當(dāng)冰受到越來(lái)越大的壓力時(shí)，它的分類數(shù)量就會(huì)增加。科學(xué)家們認(rèn)為GJ 1214 b上的冰是“冰七號(hào)”。

這種冰存在于土衛(wèi)二和木衛(wèi)二等衛(wèi)星上。在GJ 1214 b上科學(xué)家們相信冰七號(hào)會(huì)封閉海床阻止巖石內(nèi)核中潛在的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)入海洋。

生命的確需要水，但可能太多也不好，我們需要找到數(shù)量剛剛好的水和陸地供生命進(jìn)化的星球。

GJ 1214 b看起來(lái)是個(gè)死胡同，但搜尋仍在繼續(xù)……

【超級(jí)衛(wèi)星】

隨著科學(xué)家們繼續(xù)探索宇宙，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)充滿希望的遙遠(yuǎn)天體，一顆衛(wèi)星。

但這顆系外衛(wèi)星是個(gè)怪物，它比地球大四倍。那么它是怎么變得這么大的呢？

每次科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)新的恒星和它們奇特的世界，都必須重新思考我們自己的行星系統(tǒng)的規(guī)則。

科學(xué)家們一直以為理解所發(fā)生的事情，然后宇宙卻用一些完全不同的東西帶來(lái)驚喜。

雖然現(xiàn)在科學(xué)家們已經(jīng)找到了五千多顆系外行星，但一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)系外衛(wèi)星。

我們的太陽(yáng)系充滿了衛(wèi)星，幾乎所有的行星都有衛(wèi)星環(huán)繞。地球是唯一一顆只有一個(gè)衛(wèi)星的行星。

所以衛(wèi)星對(duì)行星來(lái)說(shuō)是很尋常的。但為什么看不到系外衛(wèi)星呢？

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)系外行星時(shí)，它們正在一顆恒星的前面經(jīng)過(guò)，這被稱為“凌星”。

在凌星發(fā)生的時(shí)候，恒星發(fā)出的光線會(huì)產(chǎn)生一個(gè)下降或擺動(dòng)。但衛(wèi)星帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，它們非常小，所以很難發(fā)現(xiàn)。即使找到了一個(gè)也得非常幸運(yùn)了。

2017年10月，天文學(xué)家近距離觀察了一顆8000光年外的恒星。當(dāng)一顆木星大小的系外行星經(jīng)過(guò)這顆恒星前面時(shí)，光線減弱了。

然后，3.5小時(shí)后，他們看到光線再次下降，有證據(jù)表明當(dāng)這顆行星穿過(guò)恒星時(shí)，擋住了恒星的一點(diǎn)光，同時(shí)有另一個(gè)大物體繞著這顆行星旋轉(zhuǎn)。

這顆名為開(kāi)普勒-1625b的行星似乎有一個(gè)伴星圍繞它運(yùn)行。通過(guò)觀察來(lái)自星系的光以及它是如何變化的。天文學(xué)家認(rèn)為他們發(fā)現(xiàn)了第一顆系外衛(wèi)星。

這個(gè)被稱為開(kāi)普勒-1625b I的系外衛(wèi)星造成了明顯的光線下降。當(dāng)科學(xué)家們分析這個(gè)潛在的衛(wèi)星所產(chǎn)生的信號(hào)時(shí)，認(rèn)為它一定是由一個(gè)四倍于地球?qū)挾鹊奶祗w所產(chǎn)生的，也就是像海王星那么大的天體。

而在我們的太陽(yáng)系中并沒(méi)有海王星那么大的衛(wèi)星。海王星大小的天體是行星而不是衛(wèi)星。海王星和類似質(zhì)量的行星都是由冰和氣體組成的巨行星。

我們太陽(yáng)系的衛(wèi)星沒(méi)有這種成分，他們都是固體。所以就在科學(xué)家們以為已經(jīng)了解了衛(wèi)星及其工作原理的時(shí)候，現(xiàn)在一顆系外衛(wèi)星來(lái)告訴科學(xué)家們不要這么快下結(jié)論。

開(kāi)普勒-1625b及其衛(wèi)星開(kāi)普勒-1625b I示意圖

目前科學(xué)家認(rèn)為衛(wèi)星的形成方式有兩種：一種方式，首先是一個(gè)巖石世界，有東西進(jìn)來(lái)撞擊它，撞擊它的東西，加上從那個(gè)世界噴射出來(lái)的碎片，然后形成一個(gè)新衛(wèi)星，科學(xué)家們認(rèn)為月球就是這樣形成的；

另一種，當(dāng)行星形成的時(shí)候，有一團(tuán)巨大的塵霧在它周?chē)D(zhuǎn)著，與行星同時(shí)由塵霧形成的衛(wèi)星。

但繞開(kāi)普勒-1625b軌道運(yùn)行的衛(wèi)星可能是通過(guò)另一種方式形成的。系外衛(wèi)星并不一定要像我們?cè)谀拘腔蛲列侵車(chē)吹降哪菢樱谛行潜旧碇車(chē)纬伞?/p>

有可能，有一顆流浪行星在一顆更大的行星附近徘徊，它被捕獲，變成了一顆衛(wèi)星。也許在數(shù)十億年前開(kāi)普勒-1625b的行星內(nèi)核在一個(gè)由氣體和塵埃組成的圓盤(pán)中形成，但它并不孤獨(dú)，附近還有另一顆原行星。

這有點(diǎn)像雙胞胎，每個(gè)雙胞胎都會(huì)在子宮里爭(zhēng)奪自己的資源。這里也發(fā)生了類似的事情，這是一場(chǎng)爭(zhēng)奪資源的戰(zhàn)爭(zhēng)。開(kāi)普勒-1625b比它的孿生兄弟捕獲了更多的氣體和塵埃，并且越來(lái)越大。

這顆巨大的系外行星，慢慢地把它的小姐妹拉得更近，最終把它拉進(jìn)了自己的軌道。于是較小的原行星變成了開(kāi)普勒-1625b的衛(wèi)星。

系外行星教會(huì)科學(xué)家們的一件事情，就是我們宇宙中的系統(tǒng)是如何演化的我們還一無(wú)所知。所以這是完全可行的——有一個(gè)非常大的海王星大小的衛(wèi)星圍繞著一個(gè)宿主行星。只是科學(xué)家們需要更多的證據(jù)。

科學(xué)家們相信，當(dāng)新技術(shù)上線時(shí)這些證據(jù)將會(huì)被發(fā)現(xiàn)。

【消失的行星】

有時(shí)候天文學(xué)家會(huì)發(fā)現(xiàn)一些非常怪異的現(xiàn)象，甚至讓他們懷疑自己儀器是否出了問(wèn)題。

十多年前，哈勃望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一顆圍繞“北落師門(mén)星”運(yùn)行的行星——北落師門(mén)b。北落師門(mén)星是夜空中最亮的恒星之一。

這顆恒星是一顆非常近，非常年輕的恒星。如果觀察這顆恒星，會(huì)發(fā)現(xiàn)中央恒星被一個(gè)明亮的環(huán)包圍著，看起來(lái)就像索倫之眼。

北落師門(mén)星與北落師門(mén)b

6年之后，當(dāng)科學(xué)家們?cè)俅斡^察這顆恒星時(shí)，奇怪的事情發(fā)生了。突然間，行星不在那里了。這顆行星去了哪里？它竟然突然消失了！

2019年10月，天文學(xué)家通過(guò)觀察BD+20307來(lái)研究行星消失的想法。BD+20307是電影中出現(xiàn)過(guò)的一個(gè)恒星系統(tǒng)，就像《星球大戰(zhàn)》里塔圖因星球的標(biāo)志性圖像。

如果你站在BD+20307恒星系統(tǒng)的行星上，當(dāng)你抬頭看時(shí)，天空中有兩顆恒星。在宇宙中，成對(duì)的恒星圍繞彼此運(yùn)行比單獨(dú)恒星運(yùn)行更常見(jiàn)。

那么BD+20307有什么不同之處呢？

與北落師門(mén)星一樣，這兩顆恒星同樣位于由氣體和塵埃組成的明亮圓盤(pán)內(nèi)。但北落師門(mén)星是一個(gè)不到5億年的年輕系統(tǒng)，BD+20307則有10億年的歷史。

讓科學(xué)家們奇怪的是，圓盤(pán)中的物質(zhì)非常古老，應(yīng)該很久以前就形成了新的行星了。為什么BD+20307還有圓盤(pán)？

塵埃環(huán)是年輕行星系統(tǒng)的特征，當(dāng)看到一個(gè)圓盤(pán)狀的物質(zhì)圍繞著一顆更老的恒星，一顆超過(guò)10億年的恒星，這意味著什么？

科學(xué)家們認(rèn)為，一種可能性是行星間的碰撞。在這個(gè)系統(tǒng)中行星相撞，形成了我們現(xiàn)在看到的圓盤(pán)。

當(dāng)觀察到一顆行星被摧毀，這告訴我們，在我們自己的太陽(yáng)系中可能會(huì)發(fā)生什么。我們一直認(rèn)為，我們的行星在它們的軌道上非常穩(wěn)定。但我們沒(méi)有意識(shí)到，在未來(lái)，這些軌道可能會(huì)與它們今天的軌道非常不同。

事實(shí)上，在太陽(yáng)系存在的早期，我們的太陽(yáng)系是一場(chǎng)充滿了多次碰撞的毀滅戰(zhàn)場(chǎng)。像我們這樣的巖石行星就是這樣形成的。

那時(shí)候，太陽(yáng)系里并不是只有八到九顆行星，而是有成百上千個(gè)行星。它們?cè)诓煌５叵嗷ヅ鲎玻嗷ビ绊懀罱K形成了我們今天看到的行星。現(xiàn)在我們的太陽(yáng)系形成了一個(gè)良好的、有規(guī)則的布局。

但當(dāng)看到BD+20307這樣奇怪的恒星系統(tǒng)，開(kāi)始讓科學(xué)家們質(zhì)疑這種說(shuō)法。

天文學(xué)家從研究其他恒星周?chē)男行侵械玫降囊粋€(gè)非常有價(jià)值的教訓(xùn)：行星并不一定會(huì)一直停留在太陽(yáng)系中它們所在的位置。隨著時(shí)間的推移，太陽(yáng)系中行星的軌道會(huì)慢慢改變。這些軌道波動(dòng)的影響可能會(huì)粉碎我們的宇宙鄰居。

這種可能性很小，但數(shù)十億年后，水星可能會(huì)因?yàn)榕c木星的引力作用而脫離軌道。這一行動(dòng)將使水星走上一條決定性的道路。我們太陽(yáng)系的未來(lái)，水星可能會(huì)與地球相撞。這方面的詳細(xì)內(nèi)容詳見(jiàn)筆者之前的科普文：《水星的神秘歷史：竟然真的有水！而且很多》

這實(shí)際上是一個(gè)警鐘，讓科學(xué)家們對(duì)太陽(yáng)系運(yùn)行方式的理解產(chǎn)生了一次轉(zhuǎn)變。對(duì)其他恒星系的研究讓科學(xué)家們看到了行星有多脆弱。在一個(gè)行星系中，事情隨時(shí)都可能發(fā)生變化。可能在某一天看到一顆行星在它的軌道上，然后，砰的一聲，它就可能遭受真正的大碰撞。

所以北落師門(mén)b系統(tǒng)的情況也是如此嗎？只能說(shuō)是一種猜測(cè)，有可能是這個(gè)情況。

2020年4月，亞利桑那大學(xué)的天文學(xué)家提出了一個(gè)關(guān)于北落師門(mén)星的新理論：那顆北落師門(mén)b行星可能從一開(kāi)始就不存在。實(shí)際上是兩個(gè)被稱為星子的更小天體之間的碰撞，而不是科學(xué)家們認(rèn)為在環(huán)內(nèi)捕捉到的行星。

星子是早期的行星，直徑從幾英里到幾百英里不等。它們撞在一起形成了巨大的塵埃云，然后就會(huì)被哈勃所捕捉到。而我們看到的只是一個(gè)明亮的光點(diǎn)，看起來(lái)像一個(gè)行星。也就是說(shuō)，科學(xué)家們觀察到是只是一個(gè)過(guò)程，是恒星系成長(zhǎng)和誕生的一部分方式。

【裝死的行星】

我們的太陽(yáng)是一顆中等大小的恒星，它已經(jīng)燃燒了45億多年。我們的地球一直在離太陽(yáng)相當(dāng)近的軌道上運(yùn)行。一切都很穩(wěn)定，它很安全。但45億年后，還會(huì)是這樣嗎？

事實(shí)上，這顆照顧了我們幾十億年的恒星，它要?dú)缥覀儭＝?jīng)過(guò)數(shù)十億年的光和熱，太陽(yáng)的氫燃料耗盡，核心變得不穩(wěn)定并收縮。

核心引力把一切都拉向中心，然后是反彈。然后在太陽(yáng)周?chē)纬梢粋€(gè)巨大的氣體包層。外層氣體向外噴發(fā)并膨脹，隨著氣體包層變大，表面溫度降至1萬(wàn)華氏度以下。

此時(shí)的太陽(yáng)進(jìn)入生命的晚期，它是巨大的、膨脹的紅巨星。當(dāng)它膨脹時(shí)，它會(huì)向外擴(kuò)張，很可能會(huì)吞噬一些圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星。

雖然太陽(yáng)的表面冷卻了，但溫度仍然超過(guò)4500攝氏度。所以如果太陽(yáng)膨脹到地球的軌道范圍，我們都會(huì)被烤熟。

科學(xué)家們?cè)趯ふ蚁敌行菚r(shí)，發(fā)現(xiàn)系外行星HD 203949 b就在這個(gè)區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。那么這個(gè)星球完蛋了嗎？

恒星HD 203949與行星 HD 203949b

2019年9月，科學(xué)家們用一種叫做天文地震學(xué)的技術(shù)，近距離觀察這顆威脅星球的紅巨星。

天文地震學(xué)測(cè)量的是恒星的振動(dòng)，應(yīng)用到這些恒星上的天文地震學(xué)是一種非常有用的方法。可以獲得比我們通常僅通過(guò)觀察它們的亮度或溫度獲得更多信息。

恒星內(nèi)部的振動(dòng)是來(lái)回的，科學(xué)家們可以通過(guò)監(jiān)測(cè)表面來(lái)觀察。當(dāng)這些恒星進(jìn)入紅巨星階段時(shí)，會(huì)發(fā)生的一件事，就是它們開(kāi)始像鈴鐺一樣響。

當(dāng)科學(xué)家們聽(tīng)到這些恒星的鳴響時(shí)，它實(shí)際上為科學(xué)家們提供了關(guān)于任何恒星的最精確信息。

科學(xué)家們可以測(cè)量它們的質(zhì)量，它們的半徑以及它們的密度。比其他任何恒星都要精確得多。

紅巨星的振動(dòng)揭示了一些非常驚人的現(xiàn)象。當(dāng)科學(xué)家分析恒星HD 203949的環(huán)繞方式時(shí)，意識(shí)到它實(shí)際上比通過(guò)其他方法確定的質(zhì)量要小。

這告訴科學(xué)家們，這顆恒星可能已經(jīng)經(jīng)歷了紅巨星階段。即今天看到的恒星比很久以前看到的應(yīng)該要小一些。這顆恒星失去了一些外層并開(kāi)始收縮。

如果這顆恒星已經(jīng)經(jīng)歷了它的紅巨星階段，并再次收縮，這意味著在某一點(diǎn)上，它比那顆行星的軌道還要大。

如果行星HD 203949 b曾經(jīng)在紅巨星的膨脹區(qū)域內(nèi)，那么它應(yīng)該已經(jīng)被摧毀了。但不知何故，它依然完好無(wú)損，它是從死亡中逃脫的幸存者。

那么該如何解釋這種逃跑行為呢？是否是這顆行星改變了它的軌道位置從而躲過(guò)了死亡？或者HD 203949 b根本就不在致命區(qū)域，也許這顆行星最初是在更遠(yuǎn)的地方形成的，在紅巨星階段完成后遷移進(jìn)來(lái)。

也許一些從恒星脫落的氣體云到達(dá)了行星，這種氣體將行星拖拽使其軌道變慢，在恒星達(dá)到最大尺寸后，行星逐漸向內(nèi)遷移。然后這個(gè)恒星系逐漸發(fā)展到我們今天所看到樣子。

不過(guò)，無(wú)論HD 203949 b是什么原因還運(yùn)行在HD 203949的周?chē)奈磥?lái)并不光明。

雖然HD 203949還會(huì)擁有它的恒星，但已經(jīng)不再和原來(lái)一樣了。它的恒星將縮小成一顆涼爽昏暗的白矮星，HD 203949將會(huì)是寒冷和黑暗的世界。

我們地球的未來(lái)也會(huì)這個(gè)樣子，當(dāng)然，這會(huì)在50億年后才會(huì)發(fā)生。與此同時(shí)，我們可以慶幸自己生活在地球上，而不是生活在科學(xué)家們?cè)阢y河系中發(fā)現(xiàn)的那些奇怪的外星世界中。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的系外行星越多，我們就越意識(shí)到自己有多幸運(yùn)。科學(xué)家們看到的行星不是太大，就是太小；大氣層不是太厚就是太薄；恒星不是太近就是太遠(yuǎn)；水不是太少就是太多。而我們地球上的一切都剛剛好。

系外行星推動(dòng)和延伸了行星科學(xué)的邊界，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的每一個(gè)新世界都擴(kuò)展了我們的知識(shí)，讓我們更接近地了解我們?cè)谟钪嬷械奈恢谩?/p>

如果我們能理解行星是如何形成的為什么它們會(huì)以這種方式形成，以及它們是如何進(jìn)化的。那么我們就能更好地了解我們的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。

隨著科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)越來(lái)越多這樣的行星，我們將對(duì)我們自己的太陽(yáng)系和我們?cè)谶@個(gè)大家庭中的位置有更多的了解。

雖然科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的外星世界有多么千奇百怪，但如果他們?cè)谕庑鞘澜缯业降闹皇且粋€(gè)個(gè)的“太陽(yáng)系”，那又該是有多無(wú)聊呢？

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話題標(biāo)簽：宇宙恒星系外行星