事實證明:除了太陽系,還有這種系外行星有土星環

眾所周知,太陽系的四顆外行星都至少有幾個環,但到目前為止,我們還沒有觀察到系外行星周圍有這樣的特徵。但是僅僅因為天文學家還沒有發現任何有光環的系外行星,我們就否決了它們的存在嗎?這是錯的,事實上研究人員已經發現了一些古怪的外星世界,觀測表明它們可能是一樣的。

事實證明:除了太陽系,還有這種系外行星有土星環

這是一次重要的發現但是同時令人困惑,因為這些環應該可以被我們目前的技術探測到。事實上,我們已經可以利用當前的技術看到帶環狀的系外行星,也就是此次科學家發現的系外環行星,只是它們的形狀大得出奇,因此被科學家被稱為“超膨脹”行星。

除了極少數情況,我們不能直接拍外行星的照片以外,科學家可以通過一系列的間接因素來推斷這些世界的存在。觀察遙遠恆星周圍世界最常見的方法是連續幾周坐著盯著那些太陽,觀察亮度的變化。如果恆星周圍環繞著一個行星,那麼當這顆行星擋住了我們觀測該恆星的路線,如果該行星足夠大,那麼科學家們可以檢測出微妙的變暗恆星的光被阻擋的瞬間。

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這種技術被稱為經緯儀法或者凌日,銀河系中有足夠多的恆星,我們已經能夠用這種方法發現數以千計的系外行星。通過研究凌日現象,科學家們還可以確定新發現的行星的屬性。例如,天文學家可以通過觀察主恆星在凌日過程中到達其最低亮度所需的時間以及有多少光線被阻擋來估算行星的大小。行星越大就會使恆星變暗的程度越強烈,因為它會阻擋更多的光,因此最容易看到,所以這些新發現的世界中有很多是一些體積比較大的行星,類似於海王星和木星。

原則上,這種方法應該能揭示系外行星的環狀。如果一個外星世界還存在著一些閃亮的東西,這個特徵應該會對過境信號產生一些影響。例如,在光環和行星之間的星光可能會造成凌日事件的間隙。一些天文學家聲稱已經看到了這種現象,但其影響是如此微妙,以至於沒有任何實例能夠完全令人信服,即使是我們研究過的最大的行星也無濟於事。

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但是一旦我們通過凌日技術確定了一顆候選行星,科學家們就可以通過測量恆星位置的微小擺動來計算行星的質量。根據質量和大小,天文學家可以計算出平均密度,這是決定我們所觀測的行星類型的一個關鍵數字。比如說非常高的密度,那麼就有可能是由岩石和水組成的,有點像地球。而如果說是相對較低的密度,那麼就有可能是巨大的氣體巨星,像木星或天王星。

但是和其他種群一樣,也有一些奇怪的物種。在發現的系外行星例子中,有十幾個世界被科學家們戲稱為“超級膨脹”。它們的體積和質量都是地球的5到10倍。只有一個例外,它們的公轉軌道離母星很近,公轉週期短至15個地球日。

但這些世界真正引起科學家注意的是它們極低的密度。從另一個角度來看,土星的密度為每立方厘米0.687克,如果有一個足夠大的海洋,這顆行星將會漂浮在水裡。這些超級氣流的密度只有土星的十分之一。

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簡單地說,這些超級行星完全是一個謎。他們的本身並沒有什麼不同尋常之處,儘管有些還很年輕。,也許有些還在形成中,還沒有完全進入中年。也許有些被塵埃雲掩蓋了,給人一種它們大小的錯覺。也許有些人有厚厚的氣膜。也許有一些被恆星的潮汐力拉伸了。

然而目前關於偽裝成超級膨脹的環狀行星的爭論很簡單:環狀行星很容易干擾科學家將凌日長度轉化為相關行星大小的估計。例如,一個假想的外星人通過我們的技術觀察土星,就可以計算出土星的大小是實際值的兩倍,密度是實際值的八分之一。從我們的角度來看,這明顯是錯的,因為土星環導致了錯覺。

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當然,這種解釋並不適用於所有的超級行星。這些奇怪的系外行星中,有一些繞母恆星運行的軌道太靠近母恆星也會給我們產生錯覺,所以這個想法是沒有意義的。在那裡,萬有引力會撕裂任何環系。在其他情況下,無論研究人員如何調整一個環形系統的假設大小、結構和方向,他們都無法使其與傳輸信號的精確特性相匹配。

儘管如此,在十幾個已知的超級火行星山中,目前的觀測技術還不足以精確地確定其年輪,即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡將足夠精確給我們解決這個難題。然後,我們將最終知道環狀行星是的稀有性,以及這些神秘的超級巨星到底是什麼來歷。


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