世界不思議

罕見!科學家首次拍到太陽系的“複製版”,距離地球只有300光年

我們居住的太陽系相對來說是一個比較古老的行星系,目前已有將近46億年的歷史,在漫長的時間中,以前很多關於太陽系形成的線索都已經消失。
我們只能提出一些看起來合理的理論去解釋太陽系的形成,甚至是生命誕生的過程。但值得慶幸的是,在宇宙中、甚至在我們自己的銀河系中還有大量的行星系統。

這些行星系統中有比太陽系還古老的系統、當然也有剛剛形成的系統,甚至有一些行星系統就是太陽系的2.0版本。
通過觀察這些行星系,我們就能知道太陽系的過去和未來,而且也能檢驗我們提出的太陽系形成、行星演化理論是否正確。
尋找、觀察外行星系也可以發現生命誕生可能的場所、甚至是外星生命。為我們揭開生命誕生的奧秘。

但是難點在於,宇宙十分的廣闊和深邃,距離我們最近的恆星也有約4光年的距離,而且宇宙中恆星的種類、數量非常多,想要找到一顆和太陽一模一樣的恆星有很大的運氣成分。
不過恆星由於自己會發光,很容易觀測到,我們可以根據恆星亮度、光譜型確定其質量和成分,通過日復一日大量的觀測,對恆星進行篩選,選出一些可以孕育生命,甚至和太陽類似的恆星。

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行星是最麻煩的,它不發光,只能反射恆星光,且十分暗淡,非常難以被發現,我們只能通過一些間接的方法,例如:徑向速度法、淩星法、重力微透鏡法等,確定其存在。更別說對其直接成像。

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目前來說,我們發現的並成像類太陽恆星很多,確定存在的系外行星也很多,但成像的極少。而且完全沒有對類太陽系統,包括恆星和行星在內直接成像的先例。
掌握了以上的知識,我們再來看下這次最新的發現。

最近歐洲南方天文台(European Southern Observatory)的超大望遠鏡(ESO ‘s VLT)首次直接對一個行星系統進行了成像。
這個行星系統中有一顆類太陽恆星,這顆恆星距離我們大約300光年,就在銀河系內,相對於整個龐大的星系來說,它就是我們的鄰居。
這顆恆星的質量為太陽1.00±0.02倍,光譜型幾乎和太陽一致,也就是說不管是從質量和成分來說,這顆被稱為TYC 8998-760-1的恆星就是太陽的複製版本。
光拍到恆星並沒有什麼,更重要的是,在這顆恆星周圍我們還直接成像了兩顆巨大的系外行星,分別為TYC 8998- 7601b和TYC 8998- 7601c。下圖:

中間的亮點就是TYC 8998-760-1恆星,箭頭的位置是兩顆行星,也就是說,我們直接對一個系外行星系進行了呈現,這極其罕見、也是前所未有的一次觀測。
這次的發現可以為我們揭示太陽系的一些奧秘,例如,行星是如何圍繞太陽形成和演化的。

這項發現和研究在2020年7月22日發表在了《天體物理學雜誌快報》上,標題為《兩顆直接成像的寬軌道巨型行星圍繞年輕的類太陽TYC 8998-760-1*恆星》(Two Directly Imaged, Wide-orbit Giant Planets around the Young, Solar Analog TYC 8998-760-1*)
那麼我們這次為何能對整個類太陽行星系成像呢?

首先這肯定有運氣的成分,科學家在尋找系外行星的時候有幸發現了這個系統。
其次是這個系統中的主恆星TYC 88998 -760-1只有1700萬年的歷史,可以說非常年輕,位於蒼蠅座的南部,距離我們也不是很遠。
恆星年輕也就說明這個行星系統形成的時間並不長,其中的行星並未完全冷卻,年輕的行星更熱,因此在紅外光下會發出更亮的光。像我們太陽系這些比較古老的行星太冷,很難被觀測到。

然後科學家利用智利阿塔卡馬沙漠的ESO VLT,上面的日冕儀(coronagraph)的設備,可以阻擋了恆星的明亮光線,讓更暗的行星得以被看到。
以上因素的結合就是我們能夠拍到這個行星體統的原因。
進一步的觀測結果表明,距離主恆星TYC 8998-760-1的距離,TYC 8998-760-1b大約160天文單位,TYC8998-760-1c大約320天文單位。
這使得這兩顆行星比木星和土星離它們的恆星遠得多,木星和土星也是兩顆氣態巨星,它們的距離分別是地日距離的5倍和10倍。
另外,1天文單位是從地球到太陽的平均距離,約1億4960萬公里。

另外,關於行星各自的質量,TYC 8998- 7601b是木星的約14倍,TYC 8998- 7601c是木星的約6倍。另外,木星的質量為1.8986×1027kg,大約是地球的318倍。

未來繼續的觀測研究人員將確定以下幾個問題:

  • 在這個行星系統中是否還有質量更小的行星,甚至是岩石行星,如果它們處在宜居帶,那麼存在生命的可能將非常高。


  • 研究人員想要知道這些行星是在距離恆星的當前位置形成的,還是從其他地方遷移過來的。


  • 以及這些行星相互之間的引力作用。

這個行星系統不僅是太陽系的複製版、而且是太陽系的幼兒時期,研究這個行星系,將直接為我們揭開太陽系的歷史。

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