事实如此浪漫

感谢木星,我们小小星球的大保护者

木星以其伟大的红点而闻名,但暴风雨的星球也可能负责保持内部太阳系的平静。 NASA / JPL.

Y你很特别,就像你的父母曾经告诉过你一样。你是一朵罕见的花朵,一个独特的雪花。就像其他人一样。

我们的太阳系如何?是特别的?地球曾经是在宇宙的中心。然后陆上哥白尼把我们放在我们的地方。现在我们知道地球在宇宙的一个或多或少平均地区的一个或多或少的平均星系中,在宇宙的一个或多或少的平均地区,地球轨道或多或少的平均明星。感到特别...(看上去鹦鹉螺的故事哥白尼原则的潜在限制,如何我们可以重新定义哥白尼革命为什么要留下宇宙的中心可能会更上一层楼。)

可是等等!地球特别的。地球是一颗有生命的行星,是整个宇宙中我们确信唯一有生命存在的行星。我们之所以特别,仅仅是因为我们活着。这没什么好大惊小怪的!

在过去的20年里,我们对其他明星的行星知识 - 我们称之为郊区的行星或外产行星 - 已经发生了一场革命。在人类历史上第一次,我们能够解决太阳系的常见或不寻常的问题。我们目前的望远镜可以有效地检测轨道非常靠近他们的星星,而不是更远的行星,所以我们可以使我们能够与他们的星星靠近的行星的比较,大致在汞或金星的轨道内 - 并不像地球的那么远.

结论是:我们生活在一个不寻常的行星系统(甚至除了写在第三颗行星上的文章)!木星是太阳系一个奇怪的特征,它是一颗质量是地球318倍、体积是地球11倍的气态巨行星。大多数行星系统都没有像我们这样的气体巨星;只有大约15%的行星系统出现了这种现象。和木星很重要。事实上,朱庇特是这个故事的主角。

太阳系另一个值得注意的方面是缺失的东西。在所有像太阳一样的恒星中,至少有三分之一——或许超过一半——有一颗行星靠近它们的恒星(比水星离太阳更近)。这些行星大多比地球稍大一点,一般在地球和海王星之间。有些岩石超地球有些是气体主导的次Neptunes..现在的问题是,为什么没有超级地球或亚海王星在太阳附近运行?

要回答这个问题,了解这些超级地球和次海王星是如何如此接近它们的恒星将会有所帮助。为什么它们如此普遍?有一些争论,但一个主要的模型提出,它们不是在离恒星这么近的地方形成的。相反,它们是在更宽的轨道上形成的,远离地球。与它们新生的原行星盘之间的引力作用缩小了它们的轨道,并将这些行星推向了它们的恒星。这个过程叫做轨道迁移。本质上,超级地球和次海王星可能是从行星系统的外部向内迁移的入侵者。这些行星征服了它们系统的内部区域,这是我们的望远镜可以有效地发现行星的地方。

肖恩·雷蒙德

如果超级地球是入侵者,那么木星就是我们的守护者。我们认为木星最初是一颗岩石或冰质行星,质量是地球的几倍。它能够通过引力吸引圆盘上的大量气体,并成为一个巨星。另一种思考方式是,木星一开始可能是一个迁移的超级地球,但当它变成气态巨星时,速度变慢了。它有足够的重力在原行星盘上刻出一个环形的缺口,这减慢了它的迁移速度。从那时起,任何试图入侵太阳系内部的超级地球都必须迁移过去的木星。但木星巨大的引力——以及它在原行星盘上留下的缺口——起到了迁移屏障的作用,保护了生长较慢的岩石行星。从这个意义上说,天王星和海王星——甚至是土星的核心——都是被我们的气体巨星保镖木星挡住的潜在入侵者。

我们可以利用不断增长的太阳系外行星系统样本来验证这个想法。类木星轨道上的气体巨行星应该与热的超级地球或迷你海王星系统相反。看起来很简单,对吧?生命和科学比我们想象的要复杂得多。我们无法验证这一点然而.一个原因是,被发现的热超地的星星不同的星星是不可能找到的刺客的恒星。此外,在模型中,超地球偶尔会偶尔“跳跃”过去的木星,所以需要大量的行星样本来进行统计比较。我们应该在未来几年内了解答案。

肖恩·雷蒙德

尽管如此,这是一个很酷的想法,处于Exoplanet Science的最前沿。也许木星是我们太阳系是特殊的原因。没有木星,内太阳系统可能已经通过迁移超地球而被覆盖,如欧亚亚洲的耿斯汗。如果发生这种情况,地球可能会覆盖千里深海的海洋。然后我们把望远镜放在哪里?


肖恩·雷蒙德是一位研究行星系统形成和演化的天文学家。他的博客地址是PlanetPlanet.net.

43条评论-加入讨论