科學家破解巨行星軌道接近不相撞秘密

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【大紀元2014年05月04日訊】(大紀元英文版記者Barbara Kennedy報導李洗塵編譯)天文學家說,他們已經有了更明確的理論,來解釋為什麽兩顆巨大的行星能夠在接近恆星巨蟹座55的軌道上運轉,卻不會被恆星吸收或相撞。這兩顆巨行星距離它比水星距離太陽更近。

科學家們通過大量的觀察,以及新的統計和計算技術,更加準確地測量了這兩顆行星的性質。結果表明,這兩顆行星所擁有的特殊質量和運行軌道,防止了這個行星系統發生自我毀滅。

賓州州立大學天文學和天體物理學教授福特(Eric Ford)說:「巨蟹座55的行星系統很特殊,其中的行星具有多樣性,而且得到了各種方式的觀察結果。」他和另一位作者、賓州州立大學研究生納爾遜(Benjamin Nelson)在《皇家天文學會月刊》共同發表了相關的文章。他說:「這個系統的複雜性使得解釋這些觀察結果具有不同尋常的挑戰性。」

納爾遜說:「巨蟹座55的這兩顆巨行星之間的互相影響如此強烈,以致我們可以發現它們的軌道發生了變化。這些觀察結果是令人興奮的,因為它使我們能夠了解那些通常無法觀測到的行星軌道的情況。然而,行星之間的快速影響也為我們的研究提出了一個挑戰,因為模擬這個系統是很耗時的,包括其中的每一個模型,我們用這些模型來確定行星的軌道,以及它們存在數十億年也沒有發生災難性碰撞可能性。」

福特說:「我們必須精準的解釋這些巨行星的運動,以此來測量這些行星的性質。以前的分析大都忽略了行星之間的相互作用。一些早期的研究曾模擬過這些作用,但只是做了一些簡單的統計分析,因為要得到一個正確的分析結果,必須做大量的計算。」

賓州州立大學助理教授懷特(Jason Wright)說:「由於巨蟹座55如此明亮,可以用肉眼看到,因此天文學家已經能夠從四個不同的觀測站對這顆恆星的速度進行大量的測量。這個行星系統比其它大多數系外行星系統得到了更多的關注。」

1997年,天文學家首次發現巨蟹座55有一顆巨大的行星在圍繞它運行。懷特和他的同事們在長期觀察後,又發現了4顆行星。這5顆行星,有的很冷,和木星的軌道相似,有的很熱,其質量比地球大,但大大低於海王星(海王星是地球質量的17倍)。

在對各種類型的觀測結果進行綜合後,他們確定了該系統中的一顆行星(55 Cnc e)具有地球8倍的質量、2倍的半徑,以及與地球相同的密度。這個星球的溫度太高,因此沒有液體水存在。因為它的表面溫度估計為3,800華氏度,因此推測不大可能存在生命。

2011年,即這顆最內層的行星(55 Cnc e)被發現8年後,天文學家們已獲悉巨蟹座55圍繞主星運行一周的時間不是3天,而是不到18個小時。不久之後,天文學家發現該行星掠過地球的影子,這樣天文學家就能能夠根據它相對主星的大小測量它的大小。

巨蟹座55的行星系統距離我們只有39光年。從地球看,這個系統閃閃發光。由於它如此接近地球,因此天文學家已經能夠直接測量其系統中恆星的半徑,一般來說,人們只能對那些最親密的近鄰恆星這麽做。

在了解該恆星的半徑後,天文學家就可以精確測量其質量(幾乎和太陽相同),以及它的巨行星的大小和密度。

(責任編輯:張東光)

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