今年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)揭曉,又雙叒叕一次花落天文領(lǐng)域。 其中,米歇爾·馬約爾和迪迪埃·奎洛茲憑借1995年首次在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)一顆圍繞主序星的行星分享一半獎(jiǎng)項(xiàng)。 飛馬座51b想象圖 這顆行星的名字叫飛馬座51b(51 Pegasi b),它在銀河系中繞一顆和太陽(yáng)類似的恒星公轉(zhuǎn)。 說(shuō)白了,不過(guò)是一顆遙遠(yuǎn)的行星而已,發(fā)現(xiàn)它憑啥獲獎(jiǎng)? 在耶魯大學(xué)專門從事系外行星研究的王松虎告訴科技日?qǐng)?bào)記者,直接觀測(cè)系外行星并非易事。 由于系外行星離地球都非常遠(yuǎn),相比之下它離繞著公轉(zhuǎn)的恒星又比較近。探測(cè)這顆行星就好比,某天夜晚,你站在北京,去尋找一只位于南京的燈塔下的螢火蟲。不難想象,螢火蟲的光會(huì)被燈塔所淹沒(méi)。 王松虎介紹,飛馬座51b 的發(fā)現(xiàn)主要依賴高精度視向速度技術(shù)的間接探測(cè)。在1995年的時(shí)候,人類已經(jīng)有能力探測(cè)到幾十光年外恒星產(chǎn)生的小至十幾米每秒的視向速度了。 不過(guò)發(fā)現(xiàn)飛馬座51b能夠斬獲諾獎(jiǎng),靠的不僅僅是技術(shù)突破。更重要的一點(diǎn)是,它徹底顛覆了科學(xué)家對(duì)太陽(yáng)系和行星形成理論的認(rèn)知。 它,真的不是一顆普通的行星。 王松虎介紹,飛馬座51b是一顆氣態(tài)巨行星,和太陽(yáng)系中的木星非常類似。 木星大家都不陌生,它是太陽(yáng)系里的大塊頭,質(zhì)量是地球的300多倍。木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一圈,需要約12年。木星和太陽(yáng)的距離,是日地距離的5倍,也就是5個(gè)天文單位。 而飛馬座51b呢?它的塊頭和木星差不多大,但這顆行星的公轉(zhuǎn)時(shí)間,只有短短幾天!它和主恒星的距離,只有木星距離太陽(yáng)的百分之一! 天文學(xué)家之前從沒(méi)想到,竟然會(huì)有像木星這么大的家伙,距離主恒星這么近。
王松虎解釋說(shuō),一般認(rèn)為,大行星應(yīng)該距離主恒星比較遠(yuǎn)。因?yàn)殡x恒星比較遠(yuǎn)的地方,溫度較低,固體物質(zhì)較多,大行星容易形成。 可以把行星的形成理解成滾雪球,離火堆越遠(yuǎn)的地方,越有可能滾出大雪球。然而,飛馬座51b的發(fā)現(xiàn),卻相當(dāng)于在離火堆非常近的地方,找到一顆大雪球。 你說(shuō)奇怪不奇怪? 這種行星是怎么出現(xiàn)在離主恒星很近的地方的,天文學(xué)界依然莫衷一是。 一種觀點(diǎn)認(rèn)為,飛馬座51b可能是個(gè)“搬遷戶”。也就是說(shuō),它原本在距離主恒星很遠(yuǎn)的地方形成,后來(lái)搬到了主恒星身邊。 怎么搬進(jìn)來(lái)的? 有人認(rèn)為它在跟其他天體相互激烈作用時(shí),一腳被踢進(jìn)來(lái)了。也有人認(rèn)為,它在和行星盤相互作用的過(guò)程中,慢慢搬進(jìn)來(lái)了。 還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,飛馬座51b就是一顆“本地星”,人家就是在主恒星旁邊形成的。畢竟,上千年來(lái),人們對(duì)行星系統(tǒng)的認(rèn)知主要基于太陽(yáng)系,但萬(wàn)一其他行星系統(tǒng)和太陽(yáng)系不一樣呢? 后一種觀點(diǎn)雖然小眾,但并非沒(méi)有依據(jù)。目前天文學(xué)家已經(jīng)找到4000顆多顆系外行星,他們?cè)絹?lái)越發(fā)現(xiàn),太陽(yáng)系可能并非行星系統(tǒng)的“經(jīng)典模式”。 比如,太陽(yáng)系中不存在比水星公轉(zhuǎn)周期短的行星。但在銀河系中,很多系外行星系統(tǒng)卻存在這樣的行星。再比如,像木星這樣的行星,在系外行星系統(tǒng)中的出現(xiàn)概率不超過(guò)10%,也就是說(shuō)太陽(yáng)系在行星系統(tǒng)中屬于“少數(shù)派”。 可以說(shuō),飛馬座51b的發(fā)現(xiàn),不僅僅是技術(shù)突破,更是人類對(duì)宇宙認(rèn)知、人類對(duì)自己認(rèn)知的突破——宇宙真的不是按照人類想象的方式設(shè)計(jì)的。 言歸正傳,從技術(shù)條件來(lái)看,科學(xué)家本應(yīng)在更早些時(shí)候發(fā)現(xiàn)類似飛馬座51b的行星。之所以沒(méi)有發(fā)現(xiàn),一方面是因?yàn)橄耧w馬座51b這樣的系外行星并不常見(jiàn),約100個(gè)恒星周圍,才有機(jī)會(huì)出現(xiàn)1個(gè);但另一個(gè)很重要的因素是,它真的是個(gè)超乎想象的“怪咖”。 實(shí)際上,1992年至1993年前后,美國(guó)系外行星研究前重要人物杰夫·馬西(Geoff Marcy)的觀測(cè)數(shù)據(jù)中,就已出現(xiàn)類似飛馬座51b這樣的行星信號(hào)。然而他并不認(rèn)為那是一顆行星,遺憾地與重大發(fā)現(xiàn)失之交臂。 米歇爾·馬約爾和迪迪?!た迤澴罱K憑借發(fā)現(xiàn)飛馬座51b奪得諾獎(jiǎng),很大程度上是因?yàn)椋?strong>雖然他們觀測(cè)到的數(shù)據(jù)極其反常,超出人們常識(shí),然而師徒二人敢于打破固有思維,并通過(guò)科學(xué)觀測(cè)證實(shí),這的確就是一顆行星! 你以為斬獲諾獎(jiǎng)只需要科研實(shí)力嗎? 不,勇氣也同樣珍貴。 【專家介紹】 王松虎 此次接受采訪的專家王松虎,跟飛馬座51b緣分不淺。他在耶魯大學(xué)專門從事系外行星研究,飛馬座51b也是他的重要研究目標(biāo)之一。此外,王松虎還是首批“飛馬座51b學(xué)者”(51 Pegasi b Fellow)之一,這是國(guó)際上系外行星研究領(lǐng)域知名的學(xué)者資助項(xiàng)目,就以飛馬座51b命名。 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào) 文中圖片除注明外均來(lái)自網(wǎng)絡(luò) |
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