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一拍個不見陽光的流浪星球

2012/08/05 | | 標籤:

什麼是「一拍個」?就是「一兆個」乘以一千倍啦。

2012年3月Universe Today這個網站媒體第一次報導了銀河系裡有著「如天文數字」般數量龐大的流浪行星。這項最新研究獲得批露後,這些孤單的星球,「不見天日」地漫遊在星際空間中,且沒日沒夜地恆定唱著「浪人之歌」…此情此景在視覺上教人匪夷所思,而在星際間竟漂流著這麼多孤獨的星球,實在也太令人跌破眼鏡,所以國外許多天文愛好者大加關注,在天文界中相關的討論方興未艾。

因此,以下將繼續介紹3位在天文領域裡深受景仰的國際知名科學家所研究估計的關於流浪行星的計算結果。如果估計結果和數字皆正確無誤,意味著銀河系裡的行星數量,不只是比恆星「多」而已 – 是多很多 – 在我們的銀河系裡,平均每一顆恆星都擁有著高達10萬顆這種流浪型的行星,換言之,小自冥王星起算,大到超過木星以上,大大小小攏總加起來,這些漂流星球的總數量,約達「千兆」之譜!(官方說法,這個單位叫做「拍」,以口語且較易懂的說法就是: “1”後面跟著15個”0”, quadrillion)。這些流浪行星所組成的世界,數量竟如此龐大,它們到底都是從哪兒來的?

最近卡弗里基金會(Kavli)邀集其他幾位正在進行流浪行星相關研究的天文學者,齊聚一堂進行討論。這些知名學者包括卡弗里天文物理及宇宙學粒子研究所(KIPAC)所長, Roger D. Blandford, 他同時也是史丹福大學的教授,哈佛大學的Dimitar D. Sasselov教授(NASA克卜勒計畫的共同主持人之一), 以及KIPAC副研究員 Louis E. Strigari,此外,還有SLAC 美國國家加速實驗室成員也參與討論 ,所討論的內容是:這些流浪星球世界究竟可能會像什麼樣子?它們是怎麼形成的呢?

其中一種流浪行星的可能來源是,它們本來就是從各自的「太陽系」中被「踢」出來的。

大多數恆星形成於星群中,許多恆星四周都有氣體和塵埃所組成的原行星盤,行星誕生於原行星盤中,流浪行星也是。至於他們是在什麼樣的情況下?如何被踢出來?這可以有好幾種方式。研究人員說,這些形成於極早時期的恆星系統,大多擁有很多顆質量很小,差不多為冥王星等級的行星,所以,在恆星之間,發生「彼此互換小質量行星」的這種動作,頻率很高,應該是個不難想見的場景。

至於「行星形成於恆星盤以外地區」的這種可能性,雖並未遭完全排除 – 若是在這種條件下形成的流浪行星,其質量大小將設有最低門檻,在理論計算中發現,形成這種流浪星球的最低質量,應不小於木星等級;所以研究人員大多認為,木星質量可作為一個參考標準,如果行星質量小於「木星標準」的門檻,它將沒有機會能自行獨立並存在於一個發展中的恆星系統以外。

這些小行星到底由什麼組成?

Sasselov教授表示,行星在沒有一顆的恆星來為它供應熱能和能量的這個條件下,「我們假設這些星球上應該是相當寒冷,且不適於生命發展。」不過他也指出,情況未必永遠不樂觀。流浪行星的內部熱源應可充當生命初始乍現所需的能量…至少能量必需充足,保持它們得以生存得下去。

想像一下,譬如以地球來說,要是地球從今天開始進行一場「無太陽的流浪之旅」,可以想見的是,地球上的生命並不會因而畫上終結號。這並非推論,是有實例可證明的,地球上已找到為數相當龐大的微生物、兩種線蟲,它們完全靠來自地球內殼核心的熱而存活的。這是100%千真萬確的事實。

KIPAC所長暨史丹福大學教授Roger Blandford也提出他的看法認為:「小型的流浪行星可能有一張高壓、高密度的保溫毯,這張毯子就覆蓋在行星的表面上」,毯子可能組成物質包括氫分子大氣或結冰的表面層,這些都能保存相當多的熱能,經由這種方法便可保持具傳導性的液態水,藉液態水而得以創造或維持生命。

星際間有這麼多行星維持著生命存在的可能性,如果它們果然如此穿梭來去銀河系當中,是否有可能,它們其實也幫助生物在銀河系中的恆星系統間彼此互通有無呢?其實,像這樣「播種論」的說法,並非近來所新創建的天文辭條;早在西元前400多年,就有古希臘哲學家Anaxagoras論述過這種可能性。假設流浪行星以每2,500萬年一次的頻率,能夠拜訪、經過內太陽系,這些流浪行星從地球上帶走一些生命和生物,並夾而帶之、傳播至銀河系其他地區的可能性,我們該認為它是高或低呢?Blandford表示:可樂觀以對。

Blandford並指出:在銀河系以內的範圍,生命能以直接、隨機或甚至是惡意的方式傳佈,這是在20世紀便已有許多著名科學家加以研究論證過的;在21世紀的今天,現代天文學能夠繼續加以著墨發揮的部分,事實上更在於,進一步提供清楚的證據去證明許多星系之間如何互撞並散佈物質至星系際空間中。基本上,不單只是在星系內,即使是在「從A星系到B星系間」這種層次的生命持續播種的說法,學者也持肯定支持態度。

簡單講,流浪行星不僅只限於銀河系。如果有足夠的推動力,它可以被一個星系完全地推向另一個星系去。

誠如我們所知的,多數星系之間的碰撞都導致大量物質丟進星際太空中。而只要與恆星或黑洞相遇一次,就足以從中獲取一顆行星的彈出和離開一個星系所需的逃逸速度。

地球生命可能向外星球甚至外星系播種,這不僅是個歷史悠久的臆測,同時也是一個其來有自、有相當合理性的概念,以科學研究的能力來說,將它付諸研究實踐的可行性正在日益增加。(Lauren 譯)

相關討論內容及參考資料請見:NOMADS OF THE GALAXY的其中一段落,以及Wickramasinghe NC et al (2012). Life-bearing primordial planets in the solar vicinity. Astrophysics and Space Science; DOI 10.1007/s10509-012-1092-8

資料來源:中研院天文網[2012.07.24]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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