06.12 一個恆星系統最多能有多少顆宜居行星?天文學家給出意外結果!

一個恆星系統最多能有多少顆宜居行星?天文學家給出意外結果!

在艾薩克•阿西莫夫的小說《日暮》(Nightfall)中,一顆名為卡爾蓋什的行星,每隔兩千多年才會經歷一次黑夜。為了模擬類似卡爾蓋什行星的情況,天體物理學家Sean Raymond建立了一個恆星系模型。

Raymond所要做的就是創造兩個恆星同心環,把一個地球大小的行星放在環之間,環的中心有一個大黑洞。現在,Raymond創造了一個模型來展現 “終極恆星系”。

除了創造虛構的科幻世界之外,對於Raymond的關鍵問題是:一個系統能有多少潛在的宜居行星?

一個恆星系統最多能有多少顆宜居行星?天文學家給出意外結果!

這是他長期以來實驗核心的挑戰,實驗對象有不同結構的恆星、行星、軌道等等。結果發現,這個答案是幾百萬。不過,要想實現它,就需要一組非常特殊的條件。

首先,需要在模擬的恆星系統中放置一個超大質量的黑洞(質量等於太陽的100萬倍),在它周圍0.2天文單位的地方環繞著一顆與太陽大小類似的恆星(1天文單位是地球和太陽之間的距離)。這個黑洞-恆星系統的能量輸出與我們的太陽差不多,所以適宜居住的範圍是一樣的。

一個恆星系統最多能有多少顆宜居行星?天文學家給出意外結果!

Raymond表示,在這個系統中心周圍有足夠的空間容納689條軌道“環”,每個環可以容納4154顆行星,這加起來有大約286萬顆環繞黑洞運行的行星。然而,在這種情況下,恆星不會持續太久。

為了創造一些可選方案,他又建立了其他模型。例如,在黑洞周圍有含9顆恆星的環,或者有36顆恆星在行星環外繞著黑洞運行。這樣就會把系統中的行星數量減少到100萬後,Raymond描述了那裡的情況:

一個恆星系統最多能有多少顆宜居行星?天文學家給出意外結果!

在這樣的系統中,每顆行星的每個面都會被恆星照亮,行星將會變得沒有黑夜。在任何一顆行星表面上看天空,其他行星會顯得非常巨大。鄰近的行星比地月距離近10倍,地球比月球大4倍,所以鄰近的行星在天空中會比滿月大40倍。這些行星的公轉週期都很短,最長的不到5天,最短的不到2天。

Sean Raymond認為,這是在一個恆星系統中可能所擁有的最多宜居行星。當然,這只是理論化的情況,目前我們在宇宙中還沒有確認真正宜居的系外行星。


分享到:


相關文章: