“也許我們只是在觀察尚未形成行星的恒星,”加州理工學院的天文學家約翰·M·卡彭特說。“也許其他壹些恒星已經形成了行星。這只是壹個不確定的快照。隨著其他星系團在不同時期的觀測,可以建立更完善的圖片庫。”卡彭特和艾斯納壹起參與了獵戶座研究。
其他科學家承認,關於太陽系以外的恒星系統,還有許多問題有待回答。
“隨著我們觀測精度的提高,我們會發現更多的行星,”哈佛大學行星搜索專家大衛·查博諾說。"自從我們開始搜尋以來,發現行星的頻率壹直在增加."查博諾沒有參與獵戶座的研究。
查博諾指出,現在說地球系統是否具有代表性可能還為時過早,但這也有助於研究其他恒星是否具備形成類似太陽系系統的必要原料。
“當然,知道恒星周圍是否有足夠的物質形成行星是至關重要的壹步,”查博諾說。
外星生命
如果證明了類太陽恒星有木質行星,說明地外生命也很罕見。
壹些科學家提出,太陽系中有木星有助於地球上生命的形成。原因之壹是大型行星可以保護較小的內行星免受太空巖石的特別猛烈的撞擊。否則,任何發展中的生命,哪怕是壹點點生命,都會被砸得粉碎。
此外,大型行星會將彗星和小行星“踢出”它們的軌道,使它們走上通往較小類地行星的道路。這些太空巖石可能是有機物質和水的運輸系統。包括普林斯頓大學和德國馬克斯·普朗克天文研究所在內的科研團隊發表公報稱,他們首次直接拍攝到了壹張類行星體圍繞類太陽恒星運行的照片。相關論文已發表在《天體物理學雜誌通訊》上。
2008年,天文學家拍攝了壹個類似的天體模型。當時,他們發表了單行星和多行星系統的直接圖像,但系統周圍的恒星都是巨星,質量遠遠大於太陽。這壹次,在美國夏威夷州直徑8米的“昴宿星團”望遠鏡的幫助下,天文學家首次拍攝到太陽系外圍繞類日恒星GJ 758運行的天體。母星GJ 758的質量和溫度與我們的太陽相同,距離地球約480萬億公裏,約為50光年。
GJ 758的神秘“伴星”代號為GJ 758 B,其真實身份有待考證。現在可以測量出它的溫度大約是280攝氏度到370攝氏度,是迄今為止發現的類太陽恒星周圍最冷的行星。軌道半徑略大於海王星;質量估計是木星的10倍到40倍。壹般來說,質量超過13木星的天體通常被認為是褐矮星,低於這個質量就不能發生核反應,所以估計可能是巨行星或者是輕量級褐矮星。
與之前拍攝的太陽系外行星相比,GJ 758 B更類似於太陽系的行星。這類行星正處於自身發展的收縮期,它與周圍恒星的距離至少是地球與太陽距離的29倍,或者相當於太陽與海王星的距離。
美國太空網就這壹發現采訪了研究小組成員、普林斯頓大學的邁克爾·麥克埃爾文(Michael McElvan)。McElwane表示,無論這類行星的身份是什麽,人們都能發現壹個溫度如此之低、質量如此之小的天體與壹顆恒星形成壹個類似於我們太陽系的系統,這足以讓天文學界興奮不已。如果真的是褐矮星,那麽這種繞類太陽恒星運行的現象是非常罕見的。
消息公布後,輿論的話題更多的是關註其對太陽系的提及,以及是否存在地外生命。對此,馬普天文研究所的約瑟夫·卡森(Joseph Carson)博士指出,類地行星GJ 758 B的圖像信息只能說明,類太陽恒星周圍的行星和其他天體的形成及其表面環境具有多種功能,太陽系的模式就是其中之壹,恰好擁有有利於生命繁衍的環境。揭示太陽的命運
北京時間65438+2009年2月19消息,據美國媒體報道,法國巴黎天文臺的科學家發現,壹顆距離地球550光年的類太陽恒星目前正處於死亡的陣痛中。科學家首次拍攝了壹組關於該恒星詳細變化過程的特寫照片。通過對這組照片的分析,科學家認為這顆恒星的現狀預示著太陽在50億年後的命運。
據了解,這顆恒星名為“池天鵝座”,位於天鵝座頸部附近。“天鵝座-X”恒星的核心氫燃料已經基本耗盡,正在逐漸演化為紅巨星。而且它的體型也在不斷的收縮,反復的膨脹,就像壹顆跳動的巨大心臟。當它膨脹到足夠大的時候,很可能會吞沒太陽系中火星外層的所有行星。
科學家拍攝了壹組天鵝座-X恒星表面的特寫,以前所未有的細節展現了該恒星從2002年6月到5438年6月+2009年10月的變化,生動地揭示了該恒星死亡前的痛苦。巴黎天文臺的科學家西爾威斯特·拉庫爾領導了這項研究。拉庫爾說:“太陽將在50億年後消亡。今天的天鵝座-X就是50億年後的太陽。”因此,拉庫爾認為,對天鵝座-X的研究將有助於發現更多關於太陽未來命運的奧秘。
科學家解釋說,隨著類太陽恒星的老化,其核心氫燃料將耗盡。就像汽車沒油了,發動機會發出奇怪的聲音。對於“天鵝座-X”星,科學家也發現了它的異常變化。亮度時而亮時而暗,體積時而縮小時而擴大。這個階段的恒星壹般被稱為“米拉型變星”。在這個階段,垂死的恒星會拋掉大量的外層物質,這些物質會在幾十萬年後形成美麗的行星狀星雲。
天鵝座-X星的膨脹收縮周期為408天。當它收縮到最小時,其直徑約為3億英裏(約4.8億公裏)。此時,由於其表面有大量滾燙的巖漿翻滾,當其膨脹到最大時,其表面會出現亮點,其直徑約為4.8億英裏(約7.7億公裏),足以吞沒太陽系的小行星帶,但這也是最寒冷、最黑暗的時刻。
科學家首次以如此清晰的特寫揭示了“天鵝座-X”恒星的變化過程。他們在《天體物理學》雜誌上發表了這壹研究成果。拉庫爾說,“通過這些清晰的圖像,我們讓這顆脈動變星變得更加生動。通過觀察,我們發現它的膨脹和收縮過程不僅僅是半徑的變化,還有很多其他的現象。比如在最小半徑處,它的表面會有壹個巨大的熱點。”
事實上,觀測和拍攝這樣的變星極其困難,主要有兩個原因。首先,這種恒星通常隱藏在致密的塵埃和分子殼中。為了研究包裹在這種外殼中的恒星表面,天文學家必須使用特殊波長的紅外望遠鏡進行觀測。紅外線可以穿透厚厚的塵埃殼。第二個原因是這些恒星離地球太遠,所以看起來很小。雖然它們比太陽大,但從地球上看,它們並不比月球上的房子大多少。普通望遠鏡不夠精確。
因此,天文學家使用美國亞利桑那州史密森尼物理天文臺的紅外光學望遠鏡陣列進行觀測和拍攝。研究小組成員、美國哈佛-史密森天體物理中心科學家馬克·拉卡斯(Mark Lacase)表示,“紅外光學望遠鏡陣列具有獨特的觀測能力,可以為我們提供更高清的照片。哈勃太空望遠鏡能分辨的最小的照片,哪怕小15倍,紅外光學望遠鏡陣列也能分析出細節。”此外,美國變星觀測協會也為研究團隊提供了大量的觀測數據。據美國太空網報道,天文學家表示,他們首次直接拍攝到了壹張類行星體圍繞壹顆類太陽恒星運行的照片。2008年,天文學家宣布他們捕捉到了類似的背景,當時他們發布了單行星和多行星系統的直接圖像。但類似系統周圍的恒星都是巨星,質量遠超太陽。
這張確認天體的照片是由位於夏威夷的昴宿星望遠鏡在5月和8月拍攝的Addar # V,當時V中正在測試壹種新的行星搜索裝置,研究小組成員之壹普林斯頓大學的Michael McElwane表示,這顆類行星天體被稱為“GJ 758 B”,其周圍母星的質量和溫度相當於我們的太陽,距離地球300萬億英裏(約480萬億公裏),約為50光年。
科學家還無法確認這個天體是壹顆更大的行星還是壹顆褐矮星。褐矮星是宇宙中不稱職的成員,也被稱為“失敗的恒星”。根據他們的估算,這個天體的質量是木星的140倍。質量超過13木星的天體通常被認為是褐矮星,低於這個質量就不能發生核反應。
無論是哪種情況,能夠獲得這個天體的圖像都是令人興奮的。他在接受太空網采訪時說:“褐矮星圍繞類太陽恒星運行是非常罕見的。發現壹個溫度如此之低、質量如此之小的天體圍繞附近的壹顆恒星運行,並形成壹個類似於FbIKuCA太陽系的系統,這是非常令人興奮的。”恒星金屬來自行星碎片。
來自歐洲南方天文臺(EOS)的壹個國際天文學家小組發現,矮星的表面富含鐵,而巨星上則沒有。科學家認為,前者是由行星碎片墜落造成的,這種“汙染”被稀釋並融入到超巨星中。
自從發現第壹顆外星行星以來,科學家們就知道這些行星更喜歡富含鐵的恒星,有行星的恒星的金屬含量大約是沒有行星的恒星的兩倍。
那麽,是恒星金屬促進了行星的演化,還是行星的存在導致了恒星金屬的高含量?這是典型的雞生蛋還是蛋生雞的問題。在前壹種情況下,恒星內部也應該富含金屬,而在後壹種情況下,只有恒星表面富含金屬。
通過觀測恒星和測量光譜,天文學家只能了解恒星的外層,而不能確定它們的整體成分。壹個國際天文學家團隊決定通過另壹種類型的恒星來尋找研究這個問題的另壹種方法——他們選擇了紅巨星。紅巨星是壹種耗盡了所有氫的恒星。例如,太陽將在數十億年後變成紅巨星。隨著紅巨星體積的不斷膨脹,溫度也在降低。
天文學家研究了14顆有行星的紅巨星,發現它們與其他有行星的恒星有很大不同——它們的金屬含量並不高。
天文學家認為,最合理的解釋是紅巨星的結構與類太陽恒星不同。所有氣體混合的對流區只占類太陽恒星質量的2%,但在紅巨星上卻增加了35倍,也就是說紅巨星上來自行星的碎片會被稀釋35倍。
當恒星被原始行星盤包圍時,富含重金屬的物質會落在恒星上,汙染其表面。這種汙染在類太陽恒星上很明顯,但在巨星上的廣大氣體層中被大大稀釋了。新的系外行星
據國外媒體報道,歐洲天文學家近日宣布在太陽系外發現了32顆新行星,這意味著系外行星的總數已經超過400顆。
據研究人員介紹,這32顆系外行星大小不壹,有的只有地球質量的5倍,有的是木星質量的5到10倍。天文學家通過位於智利拉巴斯的歐洲南方天文臺3.6米望遠鏡上的超靈敏觀測儀器發現了這些系外行星的蹤跡。這壹發現讓天文學家興奮不已,因為這表明銀河系中可能存在大量低質量行星。
瑞士日內瓦大學的天文學家夏羽·烏德裏說:“根據最新的研究結果,我們現在已經確定了壹個問題,即至少有40%的類太陽恒星擁有低質量的行星。這個發現真的很重要,因為這意味著低質量行星基本上無處不在。壹個非常有趣的事實是,計算機模型會預測它們的特征,我們會發現它們。此外,計算機模型甚至可以預測像地球這樣質量較低的行星。”
最新的發現使得已知的系外行星數量超過了400顆。之前的系外行星是通過壹系列天文技術和望遠鏡確認的,最新壹批是歐洲南方天文臺高精度視速度行星搜索器(HARPS)的觀測結果。高精度視速度行星搜索器使用壹種有時被稱為“擺動技術”的技術。這是壹種間接的觀測方法,即通過行星經過恒星時引起的搖擺現象來預測系外行星的存在。
天文學正逐漸突破當前探測系外行星技術的局限。迄今發現的系外行星大多是質量與木星相近或大於木星的天體。然而,高精度視速度行星搜索器專註於溫度相對較低的小恒星(所謂的M級恒星),希望找到低質量行星的蹤跡。低質量行星很可能表現得像太陽系中的巖石行星。
在已知的28顆質量小於地球20倍的系外行星中,高精度視速度行星搜索器目前已經確認了其中的24顆,其余6顆在新發現的名單中。Houdry教授在接受BBC采訪時說:“我們有兩個候選人在壹個質量是地球五倍的天體上,有兩個候選人在壹個質量是地球六倍的天體上。”
天文學家宣布,高精度視速度行星搜索器發現了壹顆質量只有地球兩倍的行星。科學家認為這顆行星上沒有生命,因為它離母恒星非常近,表面溫度高得驚人。高精度視速度行星搜索器的任務組宣布了32顆系外行星的最新發現。他們還表示,希望在未來6個月內確認另壹批相同數量的系外行星的存在。
天文學家的最終目標是在恒星的“宜居帶”中找到巖石行星。所謂恒星的“宜居帶”,是指溫度在支持液態水存在的範圍內的軌道。科學家們認為,更新更靈敏的觀測技術的引入,將使他們能夠在未來幾年內確認此類天體。
美國國家航空航天局在今年年初發射了開普勒望遠鏡,希望通過觀察恒星穿過地球大小的行星時光線的微妙變化來確定這類行星的蹤跡。為了正確識別行星的特征,需要不同的觀測方法。開普勒的“飛越”方法可以揭示天體的直徑,高精度視速度行星搜索器等測量儀器可以揭示這類天體質量的奧秘。
銀河系中有許多類似太陽的恒星。俄亥俄大學的壹組地質學家和天文學家正在用壹種新的方式尋找外星生命。據物理學家組織網報道,在本周於舊金山舉行的美國地球物理聯盟會議上,該團隊報告了他們新研究的初步結果:圍繞這些類太陽恒星運行的行星可能比我們的地球更熱、更有活力。這些系統的類地行星內部,溫度比地球高25%。所以從地質學上來說,它們會更活躍,更有可能保留足夠的液態水來支持生命,至少是以微生物的形式。
他們研究了8顆在大小、年齡和整體成分上與太陽非常相似的類太陽恒星,並檢測了其中含有的放射性元素的數量。恒星數據來自位於智利的歐洲南方天文臺的高精度徑向速度恒星搜索器(HARPS)光譜儀的數據庫。
放射性元素的衰變是地熱能的重要來源,對地球的板塊結構也是必不可少的,有助於維持地球表面的水。所以有時人們把板塊構造作為行星是否能支持生命的指標。通過分析類太陽恒星中的釷、鈾和其他元素,研究人員發現其中7顆恒星含有比太陽更多的釷,這表明每顆圍繞它們運行的行星也可能含有更多的釷,這意味著這些行星可能比地球更溫暖。俄亥俄大學博士生凱曼·安特本(Kaiman Antbourne)說,例如,其中壹顆恒星的釷含量是太陽的2.5倍,圍繞它運行的類地行星內部產生的熱量可能超過地球的25%,這將使板塊結構持續更長時間,有更長時間形成生命。
“如果證明這些行星確實比之前認為的更溫暖,那麽我們可以有效地擴大這些恒星周圍的宜居帶,將其推離主恒星更遠,並考慮更多可能適合微生物生命的行星。”Antbourne補充道,“我們可以確定的是,在類似太陽的恒星中,放射性元素的含量存在壹些天然差異。但由於包括太陽在內只有9個樣本,所以我們對這種差異在整個星系中的分布情況並不太了解。從已知的行星中,我們知道類太陽恒星周圍的行星可能會表現出相同的差異,這將對生命的形成產生影響。”
地球科學學院副教授溫迪·帕內羅(Wendy Paneiro)解釋說,放射性元素,如釷和鈾,存在於地球的地幔中,它們從內部加熱地球,這與從地核導熱不同。“核心從壹開始就是熱的,但不是唯壹的熱源。另壹個重要因素是放射性元素的衰變,這種衰變在地球形成時就開始了。沒有放射性衰變,就沒有足夠的熱量來驅動板塊構造和維持地球表面的海洋。”
“如果壹個星球想要在地質時間尺度上維持它的海洋,它需要某種地殼‘循環系統’,對於地球來說就是地幔對流。”安特本說。地球上的微生物可以受益於地下熱能。大量的古細菌微生物可以在沒有太陽能的情況下,直接靠地球深處的熱量存活。地球上大部分放射性衰變熱來自鈾。那些富含釷的行星可以提供更多的熱量,半衰期更長,可以維持更長更熱的環境,這使得它們有更多的時間來發展生命。
談到為什麽我們的太陽系中釷元素較少,Antbourne解釋說:“這壹切都是從超新星開始的。超新星中產生的元素決定了可以用來形成新恒星和行星的材料。類似太陽的恒星分散在銀河系中,形成於不同的超新星中。只是偶然,他們比我們有更多的釷。”