【安纳金·天行者】星球大战不是科幻:天行者故乡或真的存在

  随着《星球大战7:原力觉醒》定于今年12月18日上映,这部科幻史诗的粉丝或许会为像塔图因一样的行星可能真实存在而感到欢欣鼓舞。塔图因是卢克·天行者和安纳金·天行者的故乡,是欧比旺·肯

  随着《星球大战7:原力觉醒》定于今年12月18日上映,这部科幻史诗的粉丝或许会为像塔图因一样的行星可能真实存在而感到欢欣鼓舞。塔图因是卢克·天行者和安纳金·天行者的故乡,是欧比旺·肯诺比和汉·索罗见面的地方,还是犯罪团伙头子、赫特人贾巴的领地(直到他在战斗中丧命)。卢克曾在一个经典的电影场景中凝视着在塔图因下落的2个太阳。

  这项新研究报告的题目叫《双星周围的行星形成:塔图因一点通》,但是论文看上去可一点不简单:里面全是数学公式,形容微行星围绕双星运转的原理。微行星是像小行星一样大的岩石,它们聚集在一起形成行星。

  布罗姆利说,“我们利用美妙的数字时段来表明,围绕一对恒星运转和围绕一颗单星运转可以一样顺畅”,在行星形成的早期阶段是这样的。他说:“‘一点通’的意思实际上是说,在太阳周边奏效的配方在塔图因的寄主恒星(host star)周边同样可以奏效。”

  这项研究是由美国航天局的“带外行星计划”资助的,是布罗姆利和凯尼恩此前所进行研究的后续。此前的研究内容是身为矮行星的冥王星和它的最大卫星冥卫一(又称“卡戎”)是如何像双星系统那样运行的。冥王星和冥卫一共同被其他4颗卫星环绕。

  行星像灰团那样形成

  凯尼恩说,从围绕一颗年轻恒星旋转的由气体和尘埃组成的圆盘中,“行星像你家床底下的灰团那样越积越大。”凯尼恩所供职的史密森学会天体物理观测台隶属于哈佛-史密森天体物理学中心。凯尼恩说:“当行星在双星周围形成时,双星会搅乱那些灰团,除非它们恰巧处于正确的轨道。”

  布罗姆利说,科学家把这种轨道称为“最圆轨道”,事实上它并不是很圆,而是椭圆形轨道,而且整条轨道上有许多小波浪。

  他还说,“它是一个泛着涟漪的椭圆形”,涟漪是在2颗中央行星的周期拖拽下形成的。

  他说:“10余年来,天体物理学家一直认为大多数双星周围不可能形成类地行星,至少不能在近到足以维持生命的距离形成。问题是,微行星必须轻柔地结合在一起才能越变越大。在一颗单星周围,微行星往往遵循着圆形轨迹(也就是不会交叉的同心圆)运行。如果微行星确实相互靠近的话,它们就能轻柔地结合在一起。”

  但是布罗姆利说,如果微行星环绕双星运行,“它们的路径就会被双星的来回牵引搞得交叉在一起。它们的轨道如此纠缠不清,以至于它们以很高的速度在彼此的轨道上横冲直撞,从而注定走向毁灭碰撞,而不是越变越大”。

  布罗姆利说,过去的研究在思考双星周围的行星形成过程时都是从圆形轨道开始的,本项新研究则表明,“行星在体型很小的时候都自然而然会去寻找椭圆轨道,而不是圆轨道……如果微行星位于椭圆轨道、而不是圆轨道,那它们的轨道就能嵌套起来,它们就不会撞上。它们能找到可供行星形成的轨道。”

  布罗姆利和凯尼恩在研究中用数学方法和简单的计算机模拟说明,如果拥有椭圆形的“最圆”轨道,岩态类地行星就能在双星周围形成。他们的模拟没有进行到行星生成那一步,但是他们的研究表明微行星可以在双星周围的椭圆形同轴轨道上长达数万年不发生碰撞,从而存活下去。

  布罗姆利说:“我们要说的是你可以为制造这些东西创造条件。在双星周围制造一颗类地行星就和在我们的太阳这样的单星周围制造一颗类地行星一样容易。因此我们认为塔图因在宇宙中或许是普遍存在的。”

  已发现超过千颗行星

  北美航天局的开普勒太空望远镜已经发现了超过1000颗绕其他恒星运转的行星,包括一些位于所谓宜居带(即距离寄主恒星不太远也不太近、因此温度不太高也不太低的区域)的岩态行星。

  布罗姆利说,到目前为止,开普勒已经发现了7颗位于双星周围的宜居带上或宜居带附近的行星,但这些行星都是气态巨行星。

  他说:“开普勒目前在双星周围发现的行星都是体积和海王星以及木星相当的气态巨行星。目前发现的这些行星中没有像地球(或是《星球大战》中的塔图因)那样体积小的岩态行星。”

  布罗姆利认为,开普勒之所以没有在双星周围发现类地行星,是因为它们的体积与气态巨行星比起来太小了,“因此很难测定”。

资料图片:《星球大战》中的塔图因星球。(图片源于网络)

  开普勒望远镜在离双星更远的地方还发现了其他气态巨行星,目前对上述7颗行星是如何到达宜居带的原因存在争议。

  布罗姆利说,本项新研究表明,这些行星有可能是从气体和灰尘中诞生的——“其他所有人都说这是不可能的”。他本人也对此表示怀疑,因为似乎没有足够多的气体和尘埃供开普勒望远镜发现的气态巨行星在它们现在所处的位置形成。研究还表明,气体和尘埃可能是从其他地方被吸引过来的,这样一来,气态巨行星就可以在它们现在所处的位置形成了。

  目前的主流理论认为,开普勒望远镜发现的气态巨行星肯定是在距离寄主恒星更远、温度更低、更平静的地方形成的,然后才迁移到离双星更近的地方。可能的迁移方式有2种:要么是通过围绕双星的一个气体盘内旋,要么被一颗更遥远的气态巨行星的引力抛投到现在的位置。

  但是布罗姆利说:“一颗类地塔图因星球在孕育生命所需要的位置形成是没有任何问题的。”

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