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行星

(环绕恒星的天体)

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行星通常指自身不发光,环绕着恒星的天体。其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同。一般来说行星需具有一定质量,行星的质量要足够的大且近似于圆球状,自身不能像恒星那样发生核聚变反应
中文名
579dd 行星
外文名
planet
拼 音
Xing Xing

定义 编辑

传统定义

行星通常指自身不发光,环绕着恒星的天体。其公转方向
最新发现:最热行星 WASP-33b 最新发现:最热行星 WASP-33b
常与所绕恒星的自转方向相同[1]。一般来说行星需具有一定质量,行星的质量要足够的大(相对于月球)且近似于圆球状,自身不能像恒星那样发生核聚变反应。2007年5月,麻省理工学院一组太空科学研究队发现了已知最热的行星(摄氏2040度)[2]。
随着一些具有冥王星大小的天体被发现,“行星”一词的科学定义似乎更形逼切。历史上行星名字来自于它们的位置在天空中不固定,就好像它们在星空中行走一般。太阳系内肉眼可见的5颗行星水星金星、火星、木星和土星早在史前就已经被人类发现了。16世纪日心说取代了地心说,人类了解到地球本身也是一颗行星。望远镜被发明和万有引力被发现后,人类又发现了天王星海王星,冥王星(已被重分类为矮行星)还有为数不少的小行星。20世纪末人类在太阳系外的恒星系统中也发现了行星,截至2012年2月4日,人类已发现758颗太阳系外的行星。

新定义

如何定义行星这一概念在天文学上一直是个备受争议的问题。国际天文学联合会大会2006年8月24日通过了“行星”的新定义,这一定义包括以下三点:
1、必须是围绕恒星运转的天体;
2、质量必须足够大,来克服固体引力以达到流体静力平衡的形状(近于球体);
3、必须清除轨道附近区域,公转轨道范围内不能有比它更大的天体。

行星的历史 编辑

从古典时代的神圣的游星演化到科学时代的实在的实体,人们对行星的认识是随着历史在不停地进化的。行星的概念已经不仅延伸到太阳系,而且还到达了其他太阳系外系统。对行星定义的内在的模糊性已经导致了不少科学争论。
从远古时代起,五个肉眼可见的经典行星就已经被人们熟知,他们对神学、宗教宇宙学和古代天文学都有重要的影响。在古代,天文学家记录了一些特定的光点是相对于其他星星如何移动跨越天空。古希腊人把这些光点叫做“πλ?νητε? ?στ?ρε?”(即planetes asteres,游星)或简单的称为“πλαν?τοι”(planētoi,漫游者),今天的英文名称行星(planet)就是由此演化出来的。在古代希腊、中国、巴比伦和实际上所有前现代文明中,是人们几乎普遍的相信,地球是宇宙的中心,并且所有的“行星”都围绕着地球旋转。会有这种认识的原因是,人们每天都看到星星围绕着地球旋转,而且看起来好像是常识的认为,地球是坚实且稳定的,应该是静止的而不是会移动的。

八大行星 编辑

一般来说,行星的直径必须在800公里以上,质量必须在5亿亿吨以上。
按照这一定义,截至2013年,太阳系内有8颗行
水星 水星
星,分别是:水星Mercury、金星Venus、地球Earth、火星Mars、木星Jupiter、土星Saturn、天王星Uranus、海王星Neptune。国际天文学联合会下属的行星定义委员会称,不排除将来太阳系中会有更多符合标准的天体被列为行星。在天文学家的观测名单上有可能符合行星定义的太阳系内天体就有10颗以上。
矮行星
在新的行星标准之下,行星定义委员会还确定了一个新的次级定义——“类冥王星”。这是指轨道在海王星之外、围绕太阳运转周期在200年以上的行星。在符合新定义的12颗太阳系行星中,冥王星、“卡戎”和“2003UB313”(齐娜/阋神)都属于“矮行星”。
天文学家认为,“矮行星”的轨道通常不是规则的圆形,而是偏心率较大的椭圆形。这类行星的来源,很可能与太阳系内其他行星不同。随着观测手段的进步,天文学家还有可能在太阳系边缘发现更多大天体。未来太阳系的行星名单如果继续扩大,新增的也将是“矮行星”。

肉眼可见行星

行星是自身不发光的,环绕着恒星的天体。一般来说来行星需要具有一定的质量,行星的质量要足够的大,以至于它的形状大约是圆球状,质量不够的被称为小行星。“行星”这个名字来自于它们的位置在天空中不固定,就好像它们在行走一般。
行星和“新地平线”号 行星和“新地平线”号
太阳系内的肉眼可见的5颗行星是:水星金星,火星,木星,土星。人类经过千百年的探索,到16世纪哥白尼建立日心说后才普遍认识到:地球是绕太阳公转的行星之一,而包括地球在内的八大行星则构成了一个围绕太阳旋转的行星系──太阳系的主要成员。行星本身一般不发光,以表面反射恒星的光而发亮。在主要由恒星组成的天空背景上,行星有明显的相对移动。离太阳最近的行星是水星,以下依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。从行星起源于不同形态的物质出发,可以把八大行星分为三类:类地行星(包括水、金、地、火)、巨行星(木、土)及远日行星(天王、海王)。行星环绕恒星的运动称为公转,行星公转的轨道具有共面性、同向性和近圆性三大特点。所谓共面性,是指八大行星的公转轨道面几乎在同一平面上;同向性,是指它们朝同一方向绕恒星公转;而近圆性是指它们的轨道和圆相当接近。
在一些行星的周围,存在着围绕行星运转的物质环,它们是由大量小块物体(如岩石,块等)构成,因反射太阳光而发亮,被称为行星环。20世纪70年代之前,人们一直以为唯独土星有光环,以后相继发现天王星和木星也有光环,这为研究太阳系起源和演化提供了新的信息。
卫星是围绕行星运行的天体,月亮就是地球的卫星。卫星反射太阳光,但除了月球以外,其它卫星的反射光都非常微弱。卫星在大小和质量方面相差悬殊,它们的运动特性也很不一致。在太阳系中,除了水星和金星以外,其它的行星各自都有数目不等的卫星。
地球 地球
在火星与木星之间分布着数十万颗大小不等、形状各异的小行星,沿着椭圆轨道绕太阳运行,这个区域称之为小行星带。此外,太阳系中还有数量众多的彗星,至于飘浮在行星际空间流星体就更是无法计数了。
这个小行星带和太阳的距离为1.7至4.0个天文单位,其中天体的公转周期为3到6年。曾经一度认为小行星带是一颗行星破裂后的碎片,但现在看来,小行星更可能是形成了行星的那类太空碎石,所以小行星带是演化失败的行星,而不是炸碎的行星。
尽管太阳系内天体品种很多,但它们都无法和太阳相比。太阳是太阳系光和能量的源泉,也是太阳系中最庞大的天体,其半径大约是地球半径的109倍,或者说是地月距离的1.8倍。太阳的质量比地球大33万倍,占到太阳系总质量的99.9%,是整个太阳系的质量中心,它以自己强大的引力将太阳系里的所有天体牢牢控制在其周围,使它们不离不散,并井然有序地绕自己旋转。同时,太阳又作为一颗普通的恒星,带领它的成员,万古不息地绕银河系的中心进行运动。

类地行星

水星金星、地球、火星。
顾名思义,类地行星的许多特性与地球相接近,它们离太阳相对较近,质量和半径都较小,平均密度则较大。类地行星的表面都有一层硅酸盐类岩石组成的坚硬壳层,有着类似地球和月球的各种地貌特征。对于没有大气的星球(如水星),其外貌类似于月球,密布着环形山和沟纹;而对于像有浓密大气的金星,则其表面地形更像地球。
行星早在史前就已经被人类发现了,后来人类了解到,地球本身也是一颗行星
海王星 海王星

巨行星和远日行星

木星和土星是行星世界的巨人,称为巨行星。它们拥有浓密的大气层,在大气之下却并没有坚实的表面,而是一片沸腾着的组成的“汪洋大海”。所以它们实质上是液态行星天王星海王星这两颗遥远的行星称为远日行星,是在望远镜发明以后才被发现的。它们拥有主要由分子氢组成的大气,通常有一层非常厚的甲烷冰之类的冰物质覆盖在其表面上,再以下就是坚硬的岩核。根据上述这一定义,冥王星失去行星地位。
位居太阳系九大行星末席70多年的冥王星,自发现之日起地位就备受争议。经过天文学界多年的争论以及本届国际天文学联合会大会上数天的争吵,冥王星终于“惨遭降级”,被驱逐出了行星家族。从此之后,这个游
带光环的行星——土星 带光环的行星——土星
走在太阳系边缘的天体将只能与其他一些差不多大的“兄弟姐妹”一道被称为“矮行星”。
2006年8月24日,根据国际天文学联合会大会11时通过的新定义,“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近区域的天体。按照新的定义,太阳系行星将包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,它们都是在1900年以前被发现的。
根据新定义,同样具有足够质量、呈圆球形,但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”。冥王星是一颗矮行星。其他围绕太阳运转但不符合上述条件的物体被统称为“太阳系小天体”。
从2006年8月24日11起,新的太阳系八大行星分别是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
新的天文发现不断使“九大行星”的传统观念受到质疑。天文学家先后发现冥王星与太阳系其他行星的一些不同之处。冥王星所处的轨道在海王星之外,属于太阳系外围的柯伊伯带,这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。20世纪90年代以来,天文学家发现柯伊伯带(凯珀带)有更多围绕太阳运行的大天体。比如,美国天文学家布朗发现的“2003UB313”,就是一个直径和质量都超过冥王星的天体。
天王星 天王星
木星 木星

产生 编辑

行星是如何形成的呢?在一个恒星边上,可能吸收了比较多的宇宙灰尘聚集,拿太阳举例:太阳大约在40亿年前,就吸收很多灰尘,灰尘之间互相碰撞,粘到一起。长期以来,出现了大量的行星胚叫做星子,当时至少有几十亿的星子围绕太阳运动。星子之间作用规律是:两个星子如果大小差距悬殊,并且彼此的速度不大,碰撞以后,小星子就会被大星子吸引而被吃掉。这样,大的星子越来越大。如果两个星子大小差不多,彼此速度很大,他们碰撞后就会破裂,形成许多小块,而后,这些小块又陆续被大星子吃掉。这样,星子越来越少。大行星就是当时比较大的星子,无数小行星就是当时互相吞并时期没有被吃的幸运儿。

过去说法

太阳系 太阳系
过去说法是:在太阳系形成初期,99%以上的物质向中心聚合成为太阳,周围还有部分散在的物质碎片围绕着太阳旋转,经过很长一段时间的碰撞和引力作用,散在的碎片逐渐聚合成了九大行星,但那时的地球只是一团混沌的物质,又经过了几十万年,物质逐渐冷却凝固,形成了地球的初步形态,再经过几十万年,由于地球的引力作用,由地球内部化学反应所产生的气体喷出后被保存在地球周围,形成了大气层,并由氢气和氧气化合成了水,再然后经过太阳的能量辐射,地球本身的电场、磁场作用和适宜的生存环境,由水中产生了有机物,也就是一切生命的祖先……

最新说法

有研究认为:行星是从黑洞中产生的。
并为此找到了确凿的证据:银河系中央的小型黑洞能够超速“喷射”行星。在此之前,科学家认为只有特大质量黑洞才能以超速喷射行星。
研究人员称,实际上小型黑洞要比特大质量黑洞喷射更多数量的行星。1988年,美国洛斯·阿拉莫斯国家实验室物理学者杰克---希尔斯预言,银河系中央的特大质量黑洞能破坏双子行星平衡,束缚一颗行星,并以超高速将另一颗行星喷射出银河系。自2004年以来,天文学家共发现9颗被特大质量黑洞高速排斥的行星,他们推测这种特大质量黑洞的质量是太阳的360万倍。然而,美国哈佛--史密森天文物理中心赖安---奥利里和阿维---利奥伯从事的研究表明,银河系中央许多小型黑洞喷射出大量行星。
这些小型黑洞的质量大约只有太阳的10倍,一些研究认为银河系中央至少有25000个小型黑洞围绕在特大质量黑洞附近。当某些小型黑洞将行星喷射出银河系时,它们会进一步地靠近特大质量黑洞。利奥伯说,“小型黑洞比特大质量黑洞排斥喷射行星的速度更快!研究被喷射行星的轨迹和速度将有助于天文学家测定多少黑洞会喷射行星以及它们是如何排斥喷射行星的。”同时,他们也承认开展此项研究是很不容易的,现有的太空望远镜无法观测到银河系中央特大质量黑洞区域,该区域浓缩存在着许多小型黑洞。
研究人员推测,被特大质量喷射的行星速度达到709公里/秒,它们在银河系引力束缚下速度可能会更慢,估计这些行星被喷射时的初始速度达到1200公里/秒。然而,被小型黑洞喷射的行星速度要更快,行星在小型黑洞的排斥作用下可达到2000公里/秒速度脱离银河系。[1]

相关争议 编辑

就在行星的新定义公布后不久,12名天文学家发表了《抗议冥王星降级请愿书》,质疑数百位天文学家通过投票表决的方式让冥王星降级的做法。按照新的行星定义的第三条来要求,地球可能也会被开除。
抗议冥王星降级请愿书
12位天文学家在《自然》网络版发表《抗议冥王星降级请愿书》
2006年8月31日,12名天文学家联名在英国《自然》杂志网络版公开发表了《抗议冥王星降级请愿书》,严重质疑数百位天文学家通过投票表决的方式让冥王星离开“行星宝座”的做法。天文学家们还表示,第26届国际天文学联合会上对新的行星的定义也不完全准确。
据称,投票天文学家只占全球天文学家5%,有专家称“这是个草率的决议”。
据了解,第26届国际天文学联合会会期为10天,很多专家由于经费问题,没有等到最后投票的时刻已经先行离开,实际参加冥王星地位表决的专家只有几百人,这样的投票规模遭到了联名情愿的天文学家的质疑。在请愿书中,这些科学家指出,参加布拉格会议投票的天文学家仅仅占全球天文学家的不足百分之五。这样的比例作出这样重大的决定实在缺乏说服力。
这12名签名的天文学家包括美国宇航局“新地平线号”负责人阿兰·斯登、美国行星科学学院的马克·塞克斯等等。他们还在请愿书倡议反对冥王星降级的天文学家继续签名。阿兰·斯登在接受媒体采访时说:“对该问题的争论不会因24号得决议停止。因为有来自75个国家2500多位的国际天文学会,只有 300人参与了投票。这是个草率的决议,是糟糕的科学。一切都没有结束。”
运用动力学的标准来定义行星会出新问题
刚刚参加完此次会议回国的北京天文馆馆长朱进博士向本报记者介绍说,这次国际天文学联合会的一项很重要的决定,就是把行星和太阳系的其他天体分为三个不同的类别来定义。
行星的定义有三个要求:一是位于围绕太阳的轨道上;二是有足够大的质量使其表面达到流体静力平衡的形状(近于球形);最后是已经清空了其轨道附近的区域。符合这些要求的也只有1900年前发现的8个行星。
相对于表决程序上的欠妥,参加请愿的科学家最不能接受的正是新的行星定义。
对于行星定义的第二条,请愿的天文学家认为,新的定义运用的是动力学而不是物质本身的特性,这种特性是决定能否成为一颗行星的必要条件。而且这个结果将影响到天文学其他体系的定义,比如恒星、星系、星云甚至小行星。因为在这些体系的定义中,动力学并不是决定性因素。
地球可能也会被开除
按照新的行星定义的第三条来要求,地球可能也会被开除。
这些天文学家指出,如果按照新定义的第三条,那么像是地球、木星这样的行星也不符合定义,也要被“开除”。新的定义第三条说,行星要有足够引力以清空其轨道附近的区域。如果按照这样的定义,地球、土星、木星它们的轨道之间都有很多的小行星,这样它们就不能被认为是“清空轨道附近区域”。
除这些签名的天文学家外,参加表决会议的威廉斯大学天文学家杰·帕萨克弗也仍然坚持冥王星是一颗行星。他说:“这次会议的精神在于对未来科学发现和行为的规范,但不应是对过去的否定。”
洛威尔天文台主任米李斯也表示,他希望的是增加新的行星,而不是排除冥王星。
附:
矮行星的定义:
a.天体;b.围绕太阳运转
c.自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状
d.不能够清除其轨道附近的其它物体;e.不是卫星。
太阳系内符合这一定义的包括:
附资料
谷神星:直径约950公里,平均距日距离约4.2亿公里,公转周期约4.6年。原属于小行星的范畴。
齐娜:天文编号为2003UB313,齐娜是它的昵称,直径在2300到2500公里之间,平均距日距离约160亿公里,公转周期约560年。2003年新发现的天体,正是由于它的发现,导致太阳系天体类别划分的争论。(既然冥王星都是行星,那么齐娜就应该成为太阳系的第十大行星
卡戎:直径1200公里,围绕冥王星旋转,公转周期等于冥王星的自转周期为6.4天。虽然卡戎的直径比谷神星还要大,但它是冥王星的卫星(冥王星与卡戎是围绕一点共同旋转,所以,卡戎又是冥王星的伴星。),所以不属于矮行星的范围。
太阳系小天体的定义
a.天体;b.围绕太阳运转;c.不符合行星和矮行星的定义。
原来的小行星、彗星等全部归入太阳系小天体的范畴。
小行星:小行星 asteroid,minor planet 或 planetoid
小行星是太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多的天体。
至今为止在太阳系内一共已经发现了约70万颗小行星,但这可能仅是所有小行星中的一小部分,只有少数这些小行星的直径大于100千米。到1990年代为止最大的小行星是谷神星,在柯伊伯带(Kuiper Belt)内发现的一些小行星的直径比谷神星要大,比如2000年发现的伐楼那(Varuna)的直径为900千米,2002年发现的夸欧尔(Quaoar)直径为1280千米,2004年发现的2004 DW的直径甚至达1800千米。2003年发现的塞德娜(小行星90377)位于柯伊伯带以外,其直径约为1500千米。
根据估计,小行星的数目大概可能会有50万。最大的小行星直径也只有1000 公里左右,微型小行星则只有鹅卵石一般大小。
直径超过 240 公里的小行星约有 16 个。它们都位于地球轨道内侧到土星的轨道外侧的太空中。而绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。其中一些小行星的运行轨道与地球轨道相交,曾有某些小行星与地球发生过碰撞。
小行星是太阳系形成后的物质残余。有一种推测认为,它们可能是一颗神秘行星的残骸,这颗行星在远古时代遭遇了一次巨大的宇宙碰撞而被摧毁。但从这些小行星的特征来看,它们并不像是曾经集结在一起。如果将所有的小行星加在一起组成一个单一的天体,那它的直径只有不到 1500 公里——比月球的半径还小。
彗星:除了离太阳很远时以外,彗星的长长的明亮稀疏的彗尾,在过去给人们这样的印象,即认为彗星很靠近地球,甚至就在我们的大气范围之内。1577年第谷指出当从地球上不同地点观察时,彗星并没有显出方位不同:因此他正确地得出它们必定很远的结论。彗星属于太阳系 小天体。每当彗星接近太阳时,它的亮度迅速地增强。对离太阳相当远的彗星的观察表明它们沿着被高度拉长的椭圆运动,而且太阳是在这椭圆的一个焦点上,与开普勒第一定律一致。彗星大部分的时间运行在离太阳很远的地方,在那里它们是看不见的。只有当它们接近太阳时才能见到。大约有40颗彗星公转周期相当短(小于100年),因此它们作为同一颗天体会相继出现。
历史上第一个被观测到相继出现的同一天体是哈雷彗星,牛顿的朋友和捐助人哈雷(1656一1742年)在1705年认识到它是周期性的。它的周期是76年。历史记录表明自从公元前240年也可能自公元前466年来,它每次通过太阳时都被观测到了。它在1986年被观测到通过。离太阳很远时彗星的亮度很低,而且它的光谱单纯是反射阳光的光谱。当彗星进入离太阳8个天文单位以内时,它的亮度开始迅速增长并且光谱急剧地变化。科学家看到若干属于已知分子的明亮谱线。发生这种变化是因为组成彗星的固体物质(彗核)突然变热到足以蒸发并以叫做彗发的气体云包围彗核。太阳的紫外光引起这种气体发光。彗发的直径通常约为105千米,但彗尾常常很长,达108千米或1天文单位。
科学家估计一般接近太阳距离只有几个天文单位的彗星将在几千年内瓦解。公元1066年,诺曼人入侵英国前夕,正逢哈雷彗星回归。当时,人们怀有复杂的心情,注视着夜空中这颗拖着长尾巴的古怪天体,认为是上帝给予的一种战争警告和预示。后来,诺曼人征服了英国,诺曼统帅的妻子把当时哈雷彗星回归的景象绣在一块挂毯上以示纪念。中国民间把彗星贬称为“扫帚星”、“灾星”。像这种把彗星的出现和人间的战争、饥荒、洪水、瘟疫等灾难联系在一起的事情,在中外历史上有很多。彗星是在扁长轨道(极少数在近圆轨道)上绕太阳运行的一种质量较小的云雾状小天体。
行星指数理论下的行星定义

行星指数 编辑

定义

行星指数是指用来表征行星场势强弱的参数,用X表示。
X=【GM(地球)/R(地球)】/【GM(天体)/R(天体)】
借助该比值X可以对天体进行分类,可以估算行星中心温度和天体的磁场强度,可以判断天体上是否有大气和水存在……
行星是指不能发生热核反应的天体,其行星指数X>0.00177525。按照行星指数的大小又可细分为:褐矮星、巨行星、主行星、矮行星、小行星和陨星。按照运动状态和所处位置的不同,还可细分为:(常)行星/可以是前一类6种行星中的任何一种/、卫星/可以是前一类6种行星中的任何一种/、和彗星/多是前一类6种行星中的小行星和陨星/。

阳系新格局

行星分类 行星分类
按照这一定义可知:到2010年为止,整个太阳系内一共有:1颗恒星、4颗巨行星、9颗主行星和76颗矮行星,共计90个大天体。但冥王星仍不为主行星。
太阳系大天体一览表 太阳系大天体一览表
天文学家发现一系外行星超出现有理论范围
天文学家发现系外行星形成理论存在缺陷,微引力透镜法将使系外行星观测提升一个台阶。
据国外媒体报道,随着开普勒系外行星探测器的发射升空,人类将在未来一段时期内发现较多的系外行星,会有越来越多的系外行星被发现,而几乎所有新发表的研究成果都涉及到一个问题:这些行星到底是如何形成的?当天文学家发现第一颗系外行星时,太阳系行星形成理论是否同样适用于其他星系,是否我们已知的行星形成理论是否只是某个框架的一部分,这些问题都困扰着天体物理学。例如,宇宙存在着大量的热木行星,却在现有的理论范围之外。
艺术家笔下的某恒星系统中的气态行星 艺术家笔下的某恒星系统中的气态行星
这将导致科学家重新审视现有的理论结构,重新回到起点进行推演,而目前最大的难题是:宇宙中到底有多少系外行星?我们所掌握的行星形成模型的漏洞有多大?针对这些问题,科学家发现阻碍系外行星进一步发现的原因是观测方法上存在问题,所采用的引力摇摆法只能发现质量较大的系外行星,而且这些系外行星的轨道必须靠该恒星系统较近。
尽管目前最先进的开普勒系外行星探测器能在一定程度上提升了对系外行星的观测发生力度,容易发现距离地球较远且质量较低的行星,但是也只能发现距离恒星较近的行星。然而,有一种用于发现系外行星的新技术,即引力微透镜法,用该方法发现的系外行星质量已经能降至10倍地球质量,且这类系外行星的轨道距离其恒星系统也较远。根据这个方法,一个天文学家小组公布了用于发现系外岩质行星的范围。检索系外行星表,天文学家使用引力微透镜法发现了13颗系外行星,最新的一颗编号为MOA-2009-BLG-266Lb,通过精确的计算,发现其质量大约只有地球的10倍,公转轨道在3.2个天文单位(一个天文单位为1.5亿公里),而其所在的恒星系统中,恒星的质量大约只有太阳质量的一半。
这个新发现对于系外行星的探索理论是非常重要的。因为这是首次发现这个质量级别的系外行星,科学家将其称为“质量雪线”,这个质量所对应的公转轨道决定了在这颗行星上水是否是液态水,而氨和甲烷是否会冻结成冰,如果具备了液态水的存在的轨道条件,那将极有可能孕育外星生命。但是,这条理论上的“质量雪线”并不是用于衡量外星生命的标准,如果推演到行星形成时期,将使得行星形成坚硬的核结构,而如果超出了这个范围,天文学家估计该行星的形成时间相对而言将非常短暂,若在进一步远离这个范围,行星的密度就会下降。
因此,依据此行星形成理论模型,标准形成质量将达到10倍的地球质量,并在形成初期具有较大的固态物质聚集,而在这个过程中,可进行较慢程度的气体吸积,如果这个过程过快,过于迅速地积累行星材料,其大气结构将变得厚重而崩溃,这个循环的加速将导致这颗行星成为一颗气态行星。
这个行星形成理论模型能否具有广泛的普适性还需要进一步的结合天文观测。通过对与邻近行星系统的对比,判断理论是否符合观测。特别需要点出的是:从这个理论出发,在低质量恒星系统周围,应该不会观测到巨型气态行星,因为气体盘将会在行星大气崩溃导致进一步的吸积效应前消失。天文学家所期待的情况已经被开普勒系外行星探测器所发现的超过500个系外行星观测报告所在证实。
此外,按这个“质量雪线”进行观测时,也发现较多的低质量行星,这也支持了在行星形成初期如果没有较低的温度形成固态物质,将在很大程度上阻止行星形成的假说。与此同时,一些新的观测计划也就在不久得将来实现,比如光学引力透镜实验Ⅳ(OGLE-Ⅳ)探测器即将全面开始运作以及新一代的WISE空间观测天文台将使用更加成熟的微引力透镜进行系外行星观测。

搜寻系外行星 编辑

天体测量法

天体测量法是搜寻太阳系外行星最古老的方法。这个方法是精确地测量恒星在天空的位置及观察那个位置如何随着时间的改变而改变。如果恒星有一颗行星,则行星的重力将造成恒星在一条微小的圆形轨道上移动。这样一来,恒星和行星围绕着它们共同的质心旋转。由于恒星的质量比行星大得多,它的运行轨道比行星小得多。
视向速度法(Radial Velocity)
视向速度法利用了恒星在行星重力的作用下在一条微小的圆形轨道上移动这个事实,目标是测量恒星向着地球或离开地球的运动速度。根据多普勒效应,恒星的视向速度可以从恒星光谱线的移动推导出来。

凌日法

当行星运行到恒星前方的时候,恒星的光芒会相应减弱。光芒减弱的程度取决于恒星和行星的体积。在恒星HD 209458的例子中,它的光芒减弱了1.7%。天文学家用凌日法发现了恒星HD 209458的行星HD 209458b

脉冲星计时法

通过观察脉冲星的信号周期以推断行星是否存在。一般来说,脉冲星的自转周期,也就是它的信号周期是稳定的。如果脉冲星有一颗行星,脉冲星信号周期会发生变化。

重力微透镜法

重力透镜效应来发现行星的方法。比如行星OGLE-2005-BLG-390Lb就是用这种方法发现的。
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参考资料
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