书城童书青少年应该知道的恒星
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第7章 心心相印的恒星与行星

我们知道太阳是一颗特殊的恒星,它不仅是离我们最近的恒星,还是带有行星的恒星。但是,是不是所有的恒星都和太阳一样呢?

在银河系内有1000多亿颗大大小小的恒星,而宇宙间又有无数个这样的银河系。所以,并不是所有的恒星都和太阳一样也带有行星。

那你知道什么样的星才能称为行星吗?

1.行星

行星是在引力的作用下环绕恒星做轨道运动的自己不能发光的天体。在太阳系中已发现九大行星和许多小行星,在太阳系以外的行星也已发现上百颗。

那么,行星是怎么产生的呢?

过去的说法是: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为水,再然后经过太阳的能量辐射,和地球本身的电场、磁场作用和适宜的生存环境,水中产生了有机物,也就是一切生命的祖先。

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2.5万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709千米/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1200千米/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2000千米/秒速度脱离银河系。

你还记得离我们最近的恒星有多少光年吗?如果一颗恒星的质量只有太阳的1/20,那么它就很难被观测得到。一方面可能由于它太小,但是,更重要的是它发出的微弱光芒无法观测到。我们知道,一个物体要发光,它的温度必须达到400℃以上,但是只有太阳1/20的星,即使能发热,它的温度也不会超过400℃。正因为它太小了、温度太低了,我们观测不到,所以我们把这种星称为行星。

那么在其他恒星上有没有发现带有这种小而不发光的天体呢?天文学家的回答是有,并且还不只一两颗呢!它们不是有关望远镜能直接看到的,而是要用万有引力定律算出来的。因为这些小天体绕着恒星转,它们的微小引力吸引着恒星,像太阳吸引着行星,行星又反过来吸引着太阳一样,使恒星产生微小地来回摆,从而算出小天体的存在。

目前,已经发现带有行星的恒星,有著名的“天鹅座61星”,它带有一颗只有太阳百分之一,比太阳系中最大的木星要大十几倍的行星。此外,波江座、半人马座的比邻星、蛇夫座以及仙后座等星座中的九颗恒星也带有行星。天文学家推测,还有许多带有行星的恒星没有被发现。

2.新的行星定义引发争议

我们知道,行星的产生是在不断进行着的,随着天文学的不断进步和人类对太空的不断探索,近年来关于行星的定义和行星排序等问题存在一定的争议。比如,就在行星的新定义公布后不久,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。按照新的行星定义的第三条来要求,地球可能也会被开除。

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。

后来,天文学家决定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。

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”。