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眼见为实,当我们每次仰望星空,思索太阳系的奥秘时,我们通常只关注那些围绕恒星运行的八颗行星。
然而,在宇宙的广阔舞台上,还有更多我们看不见的“演员”——那些在恒星之间孤独漂泊的流浪行星。
它们的存在,或许正悄然改写我们对宇宙行星系统的认知。
太阳系的八颗行星仿佛是太阳的忠实伙伴,始终围绕其公转。但在太阳系诞生的45亿年历史中,这一平衡并非一开始就存在。
事实上,太阳系的早期可能是一个混乱而危险的地方,许多行星在形成后不久便因引力作用而被抛射到星际空间,成为流浪行星。这些未能“留在家中”的天体,现在或许正独自在银河系中穿行,成为宇宙中的孤独旅人。
在最近的几十年里,天文学家开始在恒星之间的广阔空间中发现了这些神秘的行星。
它们有时被称为“星际流浪者”,是那些未能与恒星保持稳定关系的星球。
根据对恒星、引力以及宇宙演化的研究,科学家推测,宇宙中流浪行星的数量可能比恒星多10至10万倍。
换句话说,在宇宙的黑暗深处,或许有着数不尽的无家行星,在恒星光芒之外默默存在着。
人类对行星的探索并未止步于太阳系。
开普勒任务和其他天文观测设备已经帮助科学家发现了围绕其他恒星运行的数千颗系外行星。
而根据天文学家对恒星组成和行星形成机制的理解,几乎所有金属含量超过25%的恒星系统,都可能拥有行星。
TRAPPIST-1系统
在TRAPPIST-1系统中,天文学家发现了七颗大小与地球相似的行星,围绕着一颗质量远低于太阳的小型恒星运行。
尽管这些行星或许已经失去了大气层,但它们的存在表明,太阳系并非宇宙中的“特殊案例”。
行星系统在宇宙中广泛存在,它们的多样性甚至超出了我们目前的认知。
然而,行星系统的稳定性并非恒久不变。
在恒星系统的早期阶段,引力相互作用可以导致剧烈的行星迁移。质量较大的气态巨行星通常会占据有利位置,而较小的岩石行星则可能被抛射出星系,最终流浪于星际空间。
随时间推移,特定构型,与经过的大质量物体的奇异引力相互作用,都可能导致大型天体从太阳系和行星系统中被破坏和抛射。在太阳系的早期阶段,许多质量仅仅是由于原行星之间的引力相互作用而被抛出。
模拟研究表明,在像太阳系这样的恒星系统中,每次行星形成过程都可能伴随着至少5到10颗较小行星被弹射出去。
换句话说,对于每一个稳定的行星系统,都有大量的行星在混乱的宇宙早期阶段失去了“家园”。
这些行星在被抛离母恒星后,继续在星际空间中孤独地漂泊,成为宇宙中最常见的流浪者。
尽管有许多行星是由恒星系统抛射出来的,但更大一部分流浪行星实际上从未拥有过恒星。这些行星的诞生源于恒星形成过程中的“失败者”。
当一个巨大的分子云在引力作用下塌缩时,它会分裂成多个团块,其中一些团块会成长为恒星,而另一些则没有足够的质量点燃核聚变。那些未能成为恒星的团块最终形成了流浪行星。
根据研究,每形成一颗恒星,就有100到100,000颗这样的流浪行星同时诞生。
这意味着,即使在那些未能点燃核聚变的“失败恒星”周围,也可能存在大量行星状天体。它们在星际空间中漂泊,成为宇宙中数量最多的天体之一。
想象一下,在银河系的黑暗深处,有数以亿计的行星在孤独地旅行。
它们或许曾与其他行星一同诞生,或许曾围绕一颗恒星旋转,但最终都因引力相互作用或其他未知原因,被抛入了星际空间。
当一个微引力透镜事件发生时,来自恒星的背景光会被扭曲和放大,因为中间的质量会穿过或接近视线到达恒星。中间重力的作用使光线和我们眼睛之间的空间弯曲,产生一种特殊的信号,揭示出物体的质量和速度。(图片来源:Jan Skowron)
科学家估计,在银河系中可能存在上万亿颗流浪行星。尽管这些行星数量庞大,但由于缺乏恒星的照耀,它们通常难以被观测到。
然而,在红外波段或通过微引力透镜效应,科学家已经开始陆续发现这些神秘的天体。
尽管流浪行星难以被直接观测,但随着詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)等先进设备的投入使用,人类对流浪行星的了解将进一步加深。
JWST的红外观测能力已经帮助科学家在猎户座星云中发现了数十颗木星质量的流浪行星,其中一些甚至是“双胞胎”形式存在的。
或许在未来,我们将发现这些流浪行星并非一无所有。一些流浪行星可能拥有厚重的大气层和内部热量,甚至具备孕育生命的条件。尽管它们远离恒星的温暖,但宇宙的神秘和多样性或许能够为生命提供意想不到的生存环境。
总结:流浪行星是宇宙中最神秘、最孤独的旅行者。
它们在星际空间中穿行,数量远远超过围绕恒星运行的行星。它们的存在提醒着我们,宇宙比我们所能看到的更加丰富多样。
在未来的探索中,或许这些无家行星将成为揭示宇宙奥秘的重要线索,帮助人类进一步理解宇宙的演化以及我们在其中的位置。