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宇宙中还有第二个太阳系?

时间:2022-07-07 07:09:45 来源:科普之家 作者:时空通讯 栏目:头条 阅读:54

为什么说开普勒90恒星系统是第二个太阳系呢?首先,开普勒90这颗系统中唯一的恒星和太阳差不多,而且这颗恒星周围也和太阳一样,有8大行星相伴,也就是说这个系统和太阳系一样家族兴旺。

这是人类在太阳系外发现的首个与太阳系家族一样的系统,也是到现在为止,人类发现行星最多的一个系外恒星系统(本文“系外”专指太阳系外,而非银河系外)。

开普勒90的样子所谓开普勒90,就是开普勒空间望远镜发现有行星的第90颗恒星,这颗恒星坐落在天龙座方向,质量约太阳的1.13倍,与太阳一样是一颗黄矮星,表面温度比太阳略高,约为5930K,因此亮度稍高,绝对星等约为4.54,比太阳的4.83亮一点点,但由于距离我们有2545光年,视星等只有14等,人类肉眼是看不到的。

原来说过多次,天体亮度与星等衡量,星等是数值越小越亮,还有负数,负得越多越亮,每等之间亮度相差2.512倍。今天就不细说了。

现在知道这个开普勒90为啥是太阳兄弟了吧?和太阳差不多的个头,差不多亮。但它很显然是太阳的老弟,因为比太阳晚生了26亿年,只有20亿岁,而太阳这个老哥已经46亿岁了。

更为蹊跷的是,这两兄弟的家族都有8位大弟子,或者说儿女。太阳有8大行星,开普勒90也是八大行星。这些行星按照最靠近起算,依次为b、c、i、d、e、f、g、h,最靠近的行星就叫开普勒90b,最远的叫开普勒90h。

八大行星的情况按照行星命名原则,本来序号是b、c、d、e、f、g、h、i,这个i应该排在最后面,也就是最远处。但由于这个“i”星是最后发现的,而前面7颗行星早就发现并命名好的,如果硬要重新排一下座次,就会乱套了。因为多年来人们已经熟悉并在许多资料中运用了那些行星编号了。

因此,i星就成了第三者,插足在了c和d之间。

开普勒空间望远镜是NASA(美国航天局简称)于2009年发射升空,以寻找系外行星为主要任务的望远镜,发现行星的方式是采用凌日法,就是当行星运动在人类与恒星视线中间时,根据恒星光度变化来“猜测”的。因此,这种方法只能发现行星,并大致知道这些行星的体积,很难确定行星的质量,更看不清行星的样子。

凌星法得到的数据是,开普勒90的8颗行星体积都比地球大,最大体积的是开普勒90h,半径是地球的11.32倍,和木星差不多,还大那么一丢丢;体积最小的是开普勒90c,半径约为地球的1.2倍。

观测系外行星还有其他一些方法,如引力摄动法,就是通过观测行星运动引力对恒星的影响,估算出行星的质量。科学家用这种方法,初步了解到开普勒90系统中i、g、h等三颗行星的质量,分别约为地球的2.5倍、木星0.8倍、木星1.2倍。

从这几颗行星的质量状态,可以看出这些行星质量与太阳系也差不多,靠近恒星的行星质量相对较小,属于地球、金星、火星、水星这样的类地行星;而远离恒星的行星质量相对较大,属于木星、土星、天王星、海王星这样的气态行星。

开普勒90行星系统与太阳系行星系统这种高度相似性,是由于恒星和行星系统形成过程的普遍性决定的。这个过去多次讲过,今天不扯了。

最像地球的行星,开普勒90i是个什么样子实际上从2009年开始,NASA就开始关注开普勒90恒星了,开普勒望远镜用光度计观测这颗恒星是否有光度下降的凌星事件,从2013年发现第一颗行星开始,陆续发现了7颗行星围绕着开普勒90,一直到2017年,才最终发现了这颗开普勒90i。

这次发现是通过“捡漏”发现的,就是梳理开普勒望远镜过去的观测资料找到的。据NASA宣称,这次发现还得益于应用新式电脑演算工具,说穿了就是利用了IA(人工智能)。是谷歌工程师克里斯托弗·沙鲁和奥斯汀大学天文学家安德鲁·范德堡,沿着原先被忽略的微弱信号,通过IA找到的。

研究发现这颗行星排在距离开普勒90恒星的第三位,和我们地球在太阳系的排序完全一样,而且是一颗和地球一样的岩石星球,半径为地球的1.32倍,质量约地球的2.5倍。那么,这上面会有生命或文明存在吗?

研究表明这种可能性很小,因为这颗行星距离主恒星太近了,只有约0.1234AU(天文单位,1AU约1.5亿km),公转周期只有14.45个地球日,也就是约14天多点时间围绕着恒星转一圈,而地球围绕着太阳转一圈就是一年。

在太阳系,水星距离太阳最近,约为0.38AU,开普勒90i的距离比水星距离太阳还要近很多,因此受到恒星高温炙烤,表面温度非常高,至少达到水星或金星表面温度,也就是约500℃。

距离恒星这么近,即便有大气也会被蒸发和被恒星风吹走,因此开普勒90i不太可能有大气存在。行星自转也可能早被恒星引力潮汐锁定,就是只有一面永远向着恒星,另一面永远背着恒星。这样向着恒星一面就永远被恒星的热浪炙烤,而背着恒星的一面就会冷若冰窟,温度在零下100℃以下。

在这样的状态下,很难有液态水存在,因此地球类生命在那里是不太可能孕育出来并存活的。不过有人认为,在此类星球上,晨昏线附近(也就是有太阳和没太阳的交界处)很可能会有适宜温度,说不定那里有液态水和适宜生命存在的条件。

不过没有大气,公转周期又这么快,存在生命和文明的概率实在太小了,难道奇迹会在这颗星球上发生?距离恒星刚好1AU的h星,又是个类木的巨行星,这种气态行星存在生命的概率就更小了 。

开普勒90行星系统只是一个迷你的太阳系说开普勒90系统是迷你太阳系,不是指其主恒星,主恒星比太阳还大呢。但所有行星距离恒星太近了,最远的h星距离主恒星也只有约1AU,也就是地球距离太阳这么远,而在h星与主恒星的中间,密匝匝的挤着7颗行星轨道。

而在太阳系,距离太阳最近的是水星,约0.38AU;最远的是海王星,约30AU。因此太阳系行星系统这个圈子比开普勒90行星系统圈子整整大了30倍。而且在海王星之外,还有柯伊伯带,里面有不少冰冻矮行星,冥王星就是其中之一,距离太阳平均距离为40AU。

开普勒空间望远镜服役10年来,找到了2662颗系外行星,占现在人类发现系外行星的60%以上,而且找到了各种各样的类似地球的星球,有数十颗在宜居带,有生命存在希望。但由于人类观测手段总体上还很弱,因此还没有找到地外生命或文明存在的证据。

现在开普勒太空望远镜已经退役,许多太空望远镜继承着其未尽的事业。最近,NASA又发射了有史以来最昂贵最先进的韦伯号空间望远镜,这架已耗资100亿美元研发发射的望远镜,综合功能比之前最牛的哈勃太空望远镜还要强大很多倍,理论上可以看到宇宙大爆炸后最早星系形成的样子,也就是婴儿宇宙。

随着科学观测能力的提升,会不会发现开普勒90星系更多的秘密呢?又或许说系外生命和文明会很快被发现呢?当然,前提是系外生命和文明真的存在,并且密度不要太稀。你怎么看?欢迎讨论,感谢阅读。

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