面對(duì)如此“美食”,太陽(yáng)為何一點(diǎn)不“嘴饞”?
當(dāng)天文學(xué)家在上世紀(jì)90年代中期注意到那些圍著遙遠(yuǎn)恒星繞行的行星時(shí),他們困惑了。他們發(fā)現(xiàn)很多像木星那樣大的行星離恒星實(shí)在太近了,它們的“一年”甚至只相當(dāng)于地球上的幾天??辞樾?,它們遲早有一天會(huì)被恒星給吞噬。
相比之下,為什么小得多的地球卻沒有被太陽(yáng)拉到身邊,吞而食之呢?
地球40億年前就該被太陽(yáng)吞噬?
沒人相信木星那樣大的一個(gè)星球能夠在離恒星那樣近的距離形成,以恒星的溫度,那些物質(zhì)早在到達(dá)那個(gè)位置融合為行星之前就已經(jīng)被氣化了。
但一些理論家已經(jīng)有了解釋。那些巨大的行星可能像木星一樣在較遠(yuǎn)的位置形成,然后因?yàn)橐Φ脑蚵蚝阈且苿?dòng),直到在較近的位置形成穩(wěn)定的軌道。這聽上去很有道理,但有一個(gè)小問題:如果這種解釋是正確的,那像地球這樣的“小家伙”就根本不應(yīng)該存在了;它該在40億年之前就移動(dòng)到太陽(yáng)里頭了。
氣體云引力將行星“綁”在太陽(yáng)周圍
美國(guó)天文學(xué)家莫迪凱-馬克·麥克勞承認(rèn):“這的確是個(gè)問題。”不過,麥克勞和他的伙伴們已經(jīng)解決了這個(gè)問題。
人們?cè)日J(rèn)為,當(dāng)太陽(yáng)系最初形成的時(shí)候,行星穿過一片盤狀的氣體云。它們的通過攪混并壓縮了氣體云,被壓縮的氣體云用自身的引力依次拖動(dòng)原行星。初始模式顯示,原行星將被向太陽(yáng)的方向拖動(dòng),這種拖動(dòng)將在氣體云最終消散后停止,但這時(shí)一切已經(jīng)太晚了,行星已經(jīng)永遠(yuǎn)地被太陽(yáng)俘虜了。
引力不僅往內(nèi)拉行星,也往外推行星
但這些早期的模式?jīng)]有考慮氣體云溫度的上升,實(shí)際上,溫度的上升限制了氣體云的密度,并將減小它拖動(dòng)原行星的引力。除此之外,麥克勞的合作者,現(xiàn)供職于劍橋大學(xué)的斯梅-簡(jiǎn)·帕爾德庫(kù)珀發(fā)現(xiàn),氣體云的引力不僅將行星推向恒星,也會(huì)將行星推離恒星,行星之所以向恒星方向移動(dòng),是因?yàn)槌蚝阈堑耐苿?dòng)力大于背離恒星的推動(dòng)力,行星最后停下來的位置就是兩股相反的推動(dòng)力合力為0的地方。他說:“當(dāng)行星被推到這個(gè)位置時(shí),它們停下來了?!边@其中包括像地球一樣較小的行星。
最終,盤狀的氣體云消散了,原行星的軌道則永久地固定了下來。
這就是為什么地球停在現(xiàn)在的位置,沒有被太陽(yáng)拉到身邊的原因。那些遙遠(yuǎn)的大行星們則很不幸,它們受到的內(nèi)外推力合力為0的地方,已經(jīng)離恒星很近了。
行星軌道不由恒星決定,而由自己決定
事實(shí)上,行星軌道最終的確定取決于每個(gè)行星系統(tǒng)獨(dú)特的所有因素——初始原行星盤包含有多少物質(zhì),多少是塵埃多少是氣體,塵土的顆粒有多大,恒星的溫度有多高以及很多其他因素。正因?yàn)槿绱耍覀儜?yīng)該預(yù)計(jì)到每個(gè)恒星系有一點(diǎn)不同。事實(shí)上,當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)了越來越多的恒星系后,它們確實(shí)是有區(qū)別的。
|