NASA發現千個潛在"外星世界" 環結構行星藏玄機

2011/8/4   (9262)   原稿來源: http://www.ce.cn/xwzx/kj/20110

　　騰訊科技訊（Everett/編譯）據國外媒體報導，加州大學洛杉磯分校的研究人員希爾克施利希廷（Hilke Schlichting）目前正在通過隸屬于美國宇航局，被稱為“行星獵人”的開普勒探測器尋找具有環結構的系外行星。我們的太陽系中，土星、海王星等都有環結構，但是天文學家還未在系外行星中發現環結構。開普勒探測器非常敏感的探測設備可以改變這一點。土星般的世界在宇宙可能比比皆是，科學家形象地將其比喻成戴著“戒指光環”的行星。



　　此外，施利希廷與加拿大理論天體物理研究所研究人員菲力浦（Philip Chang）一同詳細檢查了太陽系以外的巨型氣態行星上周圍環結構的行星模型。在今年的二月份，開普勒探測器專案組的科學家宣佈已經發現了超過1200個潛在的外星世界，這1200多個系外行星環繞著他們的恒星運動，其中以氣態行星居多， 在這些氣態行星中，又以軌道距離其恒星較近的氣態行星占多數。

　　研究人員經過對這些系外行星環形成模型的推演，認為這些環結構很可能主要是由岩石碎皮構成的，而不是由冰碎片組成。而我們太陽系中的土星，具有一個非常引人注目的光環，土星環則是由碎岩石、冰塊以及低溫氣體塵埃等物質構成，這些物質的大小範圍各不相等，從幾微米到數十米。

　　當然，系外行星的光環結構並不是出現和太陽系內所看到的完全一樣的情況，環一般形成於這顆行星的赤道附近，而且還與行星的傾角有關，如果傾角太大，環結構的形狀就會出現不同的樣子，甚至還可能被完全破壞，就比如說地球如果有一個環結構，按地球的傾角計算，這個環可能在在邊緣部分就出現破缺，最後整個外觀就像個圓形的眼睛框，並不會像土星環那樣那麼漂亮。

　　科學家之所以要詳細研究系外行星周圍的環結構，並不是對比他們那個更好看，而是通過對環結構的研究，推演出這顆行星內部活動的變遷。比如說，根據環模型的推演，有些行星的環可能出現打結、扭曲的現象，也就是說，這些行星的環結構看上去並不是那麼光順，其中一部分會出現急劇彎曲，糾纏在一起。這種環結構的行星如果被發現，那麼它的自轉傾角肯定值得進一步研究，扭曲環的產生是隨著時間的推移，在自轉軸傾斜等諸多因素的影響下而表現出的現象，同時也可以揭示出行星內部的構造活動等細節上的改變。

　　所以，基於能從環結構推演系外行星內部構造等變化這個出發點，施利希廷認為找到具有環結構的系外行星是非常重要的，首先我們要找到他們，然後才能弄清楚是怎麼回事兒，借助開普勒探測器強大且非常敏感的觀測能力，具有環狀特徵的系外行星不久將被發現。

　　科學家們希望能找到類似土星這樣的具有較為規則光環的系外行星，施利希廷將其稱為“溫暖的土星”，為什麼這麼稱呼呢，這是因為由於目前發現的系外行星中大多數都是氣態行星，主要成分為氫、氦還有甲烷等氣體，這些系外行星的軌道距離他們恒星較近，就比較容易被發現，由於距離較近，其表面溫度也比較高，因而其也被稱為“熱木行星”，這也是系外行星中常見的類型。但有些氣態行星具有冰結構，比如海王星等，而其內部卻具有非常高的溫度和壓力，密度也很大。所以，天文學家目前主要在尋找大小範圍介於海王星與木星之間的系外氣態行星。

　　但是，根據現有的行星形成模型，這些巨型系外氣態行星可以形成與距離他們恒星較遠的軌道上，因而這裏又出現了一個問題：這些氣態行星是如何以及在什麼形成階段“跑”到距離他們恒星較近的地方呢？形成過程是否又是隨機的呢？這些問題都將是天文學家探尋的方向。施利希廷認為：如果我們能發現幾個這些特徵的系外行星構成的恒星系統，那就可以發現他們是如何形成的，以及他們的軌道為什麼會在那兒。

　　如果發現的系外行星具有環結構，那也有可能具有冰碎片，但是當他們軌道靠近恒星時候，這些冰碎片就會被蒸發掉，從這個角度看，如果一顆系外行星軌道移動較快，且具有環狀結構，那它比較可能是由碎岩石構成的。對在赤道附近具有環結構的系外行星進行研究，還可以揭示出它與恒星之間的軌道傾角以及兩者之間的關係，這些都可以幫助科學家確定出這些系外行星是如何形成的。

　　而目前，美國宇航局的開普勒“行星獵手”探測器正在觀測尋找位於太陽系以外的具有環結構的行星，目前以及發現的系外行星就有1000多顆，科學家也正在對其中的觀測資料進行篩選，是否有遺漏之處，施利希廷估計在今年內，就會發現具有環狀結構的系外行星。

（責任編輯：單曉冰）