小二杂谈汇|一颗恒星的生命过程中会发生什么,它的行星会遭遇怎样的命运?( 二 )
温度问题
在圆盘较冷的地方 , 离恒星足够远以至于水可以结冰 , 微小的冰碎片随尘埃搭上便车 。 肮脏的雪球可以聚集成巨大的行星核心 。 这些较冷的区域还允许气体分子减速到足以被吸引到行星上 。
人们认为我们太阳系的气态巨行星(木星、土星、天王星和海王星) , 就是这样形成的:一个岩石冰核从圆盘中汲取气体 , 形成了行星的奇妙漩涡气体层 。 今天见 。 木星和土星被认为是最早形成的 , 而且很快(在太阳系的前 1000 万年内) 。
在圆盘较温暖的区域 , 靠近恒星 , 在冰巨星形成后 , 岩石行星形成 , 并且没有太多气体可供类地行星阻碍 。 像水星、金星、地球和火星这样的岩石行星在恒星诞生后可能需要数千万年才能形成 。 行星更喜欢在盘中形成的确切位置的细节仍然是个谜 , 也是一个正在进行的研究领域 。
四、四处走动时间:1000万到10亿年
帕萨迪纳加州理工学院教授希瑟·克努森说 。 “生长中的行星不会原地不动 。 它们四处移动 。 它们彼此相互作用 , 并与气盘相互作用 , 以一种非常随机和混乱的方式 。 ”
当圆盘中的气体被岩石行星吸收或消散到广阔的太空中后 , 行星不会静止不动 。 在这样一个年轻的系统中 , 行星或被称为“原行星”的行星构件可能会在相互碰撞的轨道上运行 , 而气体的缺乏使移动比以往任何时候都容易 。
怀俄明大学的天文学家 Jang-Condell 说:“一旦你摆脱了圆盘 , 行星之间就有可能相互影响 , 而不是与圆盘相互作用 , 这可能会导致事情发生变化 。 ” .
大行星可能会将较小的天体踢入恒星或完全踢出系统 。 这是对被称为“流氓行星”的大型孤独天体的一种可能解释 , 这些天体在没有恒星的情况下被发现 。 我们太阳系的神秘访客 , 一颗名为“Oumuamua”的小彗星 , 被认为是从不同的恒星系统中弹出的 。
“Oumuamua”的概念图 , 图片来源:NASA/JPL-Caltech/R 。 巴库斯
五、安顿下来时间:10亿到100亿年
在大约 1 亿到 10 亿年的历史中 , 行星往往会在它们的轨道上稳定下来 , 而恒星也不会那么耀眼 。 我们自己的太阳系大约有 45 亿年的历史 , 是这种行星“中年”概念的模型 。 曼德尔认为我们的行星系统大约有 45 到 50 年的历史 , 如果缩小到人类的一生 。
但是通过研究系外行星 , 即太阳系以外的行星 , 科学家们知道 , 在这个舒适的生命时代 , 我们的太阳系并不是行星系统的唯一视角 。
一颗因其七颗地球大小的岩石行星而闻名的恒星TRAPPIST-1 , 形成于 54 亿至 98 亿年前 , 比我们的太阳系安全地古老 。 TRAPPIST-1 的大小只有太阳的 9% , 是一颗极其微弱的 M 矮星 。 它的所有行星都非常靠近地挤在一起 , 都在水星的轨道内 。 因为这颗恒星的能量输出如此之低 , 它最远的行星 TRAPPIST-1h 可能是一个冰球 , 即使它在不到 19 天的时间内绕着它的恒星旋转一圈 。 该系统中的另一颗行星 , 称为 TRAPPIST-1e , 在其表面接收的星光量方面与地球特别相似 , 尽管“一年”有 6.1 天 。
(TRAPPIST-1 系统概念图 。 图片来源:NASA/JPL-加州理工学院)
热木星的大小与木星相同或更大 , 它们的轨道离它们的宿主恒星更近 , 并且经历着灼热的温度 , 在我们的太阳系中是无处可寻的 。 我们本可以有一颗热木星在早期被太阳吞噬 , 但很多木星在其他系统中幸存下来 , 甚至是更老的系统 。 两个例子是HAT-P-65b , 科学家计算它有 55 亿年的历史 , 以及HAT-P-66b , 估计有 47 亿年的年龄 。 其他恒星周围的其他奇异行星包括“超级地球” , 质量高达地球 10 倍的大型岩石行星 , 以及被称为“迷你海王星”的小型气态行星 。
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