分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)

星際碰撞可能造成適居行星被驅趕出境

2011/09/02 | | 標籤:

我們的太陽系中,分佈著大小不等、以幾近圓形軌道繞太陽公轉的行星,不過根據由波昂大學(University of Bonn)Pavel Kroupa領軍的德英天文學家的最新研究:在這個宇宙間,我們太陽系的狀況可能是非常特殊的,因為一般行星系統在形成過程中,若受到鄰近的物質團塊衝撞,很可能就會讓行星的軌道傾角變得很大,或是質量較小、甚至剛好位在適居區中的行星,會因此被踢出這個行星系統外,使得原本可能在此發展生命的機會就此滅失。

包括地球在內的太陽系行星,都以正轉方向繞太陽公轉—即公轉方向與太陽自轉方向相同,絕大部分公轉軌道幾乎接近圓形,且公轉面幾乎都在黃道面附近、離太陽赤道面不太遠。但其他恆星周圍的行星系統顯得與太陽系相當不同,有些系統中的行星公轉方向是逆轉,有些則遠離母恆星的赤道面。面對差異性如此之大的情況,Kroupa等人認為,他們已找出一個合理的解釋。

太陽系各行星的公轉形狀和方向,完全是太陽系在約46億多年前,從一大片氣體與塵埃組成的星雲,受到重力影響而逐漸向內收縮,形成一個轉動的扁盤的結果;在這個被稱為「原行星盤(protoplanetary disk)」的扁盤中,比較密集的物質逐漸積聚而形成行星。如果行星形成過程沒那麼平順,就可能形成比較奇怪的軌道形狀。Kroupa等人經研究後指出:若原行星盤隨母星運動,恰好衝進另一團星雲物質中,很可能會奪取這團雲氣中約30倍木星質量的氣體與塵埃物質;這多出來的物質加入原行星盤後,將使得盤面傾斜,最終就使得行星的軌道傾角變得很大。科學家認為:絕大多數的行星系統可能為星團中的恆星所擁有,這裡的恆星們距離相當近,所以這類衝撞事件應當相當頻繁。

研究小組成員之一的波昂大學Ingo Thies利用電腦模擬進行測試,發現原行星盤加入多出的物質後,不僅可能傾斜,甚至可能翻轉,讓原行星盤轉動方向相反,變成所謂的「逆轉」型態。在此同時,與另一星雲衝撞的結果也會造成原行星盤較內側的區域被擠壓,可能加速行星的形成過程。

在這些環境中,任何形成的行星軌道將變得高度傾斜或甚至成為逆向軌道。某些特殊案例中,行星軌道甚至相對於彼此都是傾斜的,整個行星系統相當不穩定,質量比較小的行星因而被一個個彈出系統外,只剩下少數質量較大的熱木星死守這個行星系統且軌道遷移至非常靠近母星的地方。

在沒那麼極端的案例中,原行星盤只從另一團星雲中搶到一點氣體和塵埃,盤面傾角改變不大。這可能是我們太陽系發生的狀況,平均軌道面相對於太陽赤道面只有傾斜7度而已。Thies相信:太陽和它的行星們應該是處在一個比較有秩序的系統環境中。如同絕大部分恆星一樣,太陽應該是在某個星團中形成,所以極可能經歷過和其他雲塊衝撞的過程。但好險,此番衝撞事件很溫和,因此太陽系盤面受到的影響不大。若非如此,太陽周圍的行星系統將非常不穩定,地球可能被彈出太陽系外,那我們這些地球上的生物可能就都不存在了。

如果Kroupa等人的論點正確,那麼我們太陽系之所以成為現今地球處在個穩定軌道、大型行星處在離太陽比較遠的地方的問題就有解了。這些研究成果甚至可以幫助科學家縮減尋找宇宙他處的生命的區域範圍。

資料來源:Interstellar crashes could throw out habitable planets [18 August 2011]

引用自臺北天文館之網路天文館網站

你的行動知識好友泛讀已全面上線

每天有成千上百則內容透過社群與通訊軟體朝你湧來,要從混雜著偽科學、假消息、純八卦的資訊中過濾出一瓢知識解渴,在這時代似乎變得越來越難?

為了滿足更多跟我們一樣熱愛知識與學習的夥伴,現在我們很害羞也很驕傲地宣布,手機閱讀平台——泛讀 PanRead iOS 版和「泛讀」Android 版都上架啦!使用後有任何心得或建議,都歡迎與我們分享喔

立即下載 優質知識不漏接

 

 

 

關於作者

臺北天文館

臺北市立天文科學教育館是國內最大的天文社教機構,我們以推廣天文教育為職志,做為天文知識和大眾間的橋梁,期盼和大家一起分享天文的樂趣!