【宇宙科普】科學家發現「完美的太陽系」,所有行星完美共振,是誰操縱的

天空之城 2021/01/07 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知识不会,只是姿势不对;科学凡此种种,用人话讲才能听懂

文/天空之城

 

複雜的多體系統

在這個無限廣袤的宇宙裡,幾乎沒有任何天體能夠不受影響地獨自運行。只要是處在一個相同系統中的天體,彼此之間就可能有相互影響的作用存在。

當一個系統只有兩個天體的時候,它們的運動模式可以很好地被科學家計算出來。一旦這個系統中出現了第三個天體,構成了所謂的 三體系統,問題就變得非常複雜了。而隨著天體數量進一步增加,在更長的時間尺度上計算其運行規律,就成了不可能的事。

尤其是對於太陽系這樣的系統來說,看似每顆行星都在穩定運行,但這只不過是在幾十年、幾百年的小時間尺度上推算的。要知道, 在太陽系剛剛形成的時候,所有行星的軌道都不穩定。尤其是木星這個大哥,四處亂竄,以至於其他行星在它的引力下也不斷地發生軌道遷移。在這個過程中,大量的天體碰撞不斷上演,許多可能存在過的行星因此而摧毀,又或者被甩出太陽系。

在宇宙中,想找到一個多體系統穩定運行的概率實在太低了。然而,就在幾個月前,科學家還真的發現了這樣一個系統,實在令人不敢相信。

軌道共振

在88光年以外,有一顆名為 HD 158259的恒星。這顆恒星的質量只比太陽大一點,並且擁有6顆行星,其中一顆是超級地球(比地球大一些的岩石行星),還有五顆是迷你海王星(比海王星略小的氣體行星)。對於目前的人類來說,擁有這麼多系外行星並且和太陽比較相似的恒星是極其罕見的,所以科學家們對這個系統也比較關注。

經過長達7年的觀測,科學家們發現了這個系統的不同尋常之處: 這六顆行星居然以一種完美的軌道共振方式繞著HD 158259公轉!科學家們形容說,這些行星就像是一段美妙音樂中的不同音節,雖然每一部分可能有快有慢,但是都遵從著相同的節奏。

所謂的軌道共振,就是指兩個天體同時繞第三個天體進行公轉,並且在引力的作用下二者的週期達到某個完美的整數比的現象。在太陽系內,軌道共振的現象比較常見,比如海王星和冥王星,就達成了3:2的軌道共振,海王星每公轉3圈的同時,冥王星也能完成2圈的公轉。又或者木星的衛星木衛一、木衛二和木衛三的公轉週期,也達成了1:2:4的完美共振。

除此之外,科學家們此前也在其他的系外行星上發現了軌道共振的現象。但是,像HD 158259系統中這樣6顆行星都形成軌道共振的情況,還是令科學家們驚歎不已。

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