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[图文]科学家解开类木星大小与主恒星的逆向轨道运行之谜

2016-12-17 00:00 来源:未知 编辑:强龙小编admin 评论:189
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  一些热木星行星与主恒星保持逆向轨道运行,目前这一谜团已揭晓。科学家称,这是由于行星系统内另一颗巨大行星对这颗热木星行星产生引力干扰所致

  目前,科学家解开了类木星大小或者更大行星与主恒星的逆向轨道运行之谜。

  迄今为止,现已探测发现500多颗系外行星,其中许多行星都具有奇特古怪的特性。科学家发现一些行星具有极端细长或高度倾斜的轨道,或者一些行星的轨道路径非常接近主恒星。

  此前科学家发现一种叫做“热木星”的奇特行星,它们是近距离环绕主恒星的大型气体行星,看上去环绕主恒星的轨道与主恒星的旋转方向相逆。目前,天文学家现已发现的四分之一热木星行星都具有奇特逆向轨道。

  在这项最新研究中,科学家发现通常逆向行星伴随着另一颗距离主恒星较远的较大行星出现,这颗行星产生的引力牵引作用将扰乱逆向行星的正常轨道,最终将逆向行星之前的轨道完全翻转,从而形成目前所观测到的逆向运行行星。

  不同寻常的行星系统

  科学家认为热木星有助于更好地理解行星是如何形成的。行星形成的基本理论是物质云崩溃,并凝聚形成一颗恒星,随后恒星被大量扁平的残留气体所环绕,而行星则从这个残留气体盘中孕育诞生。

  美国芝加哥市西北大学天体物理学家弗雷德里克-拉西奥(Frederic A. Rasio)说:“由于所有的恒星和行星都诞生于相同的漩涡气体云,当然行星系统内的所有星体都应当遵循着恒星的旋转方向而旋转运行。”

  拉西奥是一位资深科学家,他带领西北大学一支研究小组揭开了逆向行星的形成之谜,目前,这项研究报告发表在5月12日出版的《自然》杂志上。

  古怪的行星

  研究人员猜测,热木星行星最初都在正常轨道下运行,逐渐地扭曲改变轨道。这意味着巨大行星与主恒星距离遥远,就像木星在太阳系中的位置。

  拉西奥说:“并不是有很多的因素能够显著改变一颗大型行星的运行轨道,这样的因素显而易见——在该行星系统中较远位置有另一颗大型行星对该行星的运行轨道产生干扰。”

  研究人员使用计算机模型演算出一个行星系统内两颗较大气体行星共存位于边缘区域时所发生的轨道变化,拉西奥说:“通过一系列的演变步骤,使我们理解了此类行星系统所发生的变化,并精确地计算机模拟呈现出最终的结果。”

  恒星与行星之间的潮汐引力

  两颗行星会发生交互引力作用,有时两颗气体巨型行星的内部轨道将缓慢地被延长,接近形成类似针外形的轨道。之后当行星运行至最接近恒星的轨道时,恒星与行星将产生交互潮汐作用。

  潮汐作用是一种较小的引力牵引,就像月球和地球之间产生的潮汐作用力,导致地球海洋出现有规律的潮汐变化。而行星系统内产生的潮汐作用力就像摩擦力,可消散能量,并导致行星轨道收缩。

  有时当行星系统内出现潮汐时,行星的轨道方向将发生改变,使它与其它行星不在同一个表面上。偶尔该轨道也会较大程度地改变,甚至彻底翻转过来。

  拉西奥说:“我们首次揭晓了逆向行星的形成之谜,这是因为我们基于此前研究人员未进行过的计算机模型计算过程。其基本物理特性就像是牛顿力学,它源自宇宙自然变化,通过细微的渐变过程形成目前令人难以置信的结果。”

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