對於太陽系以外的星系,它們的行星都非常相似
一個太陽系外星系的圖片
由蒙特利爾大學的天體物理學家勞倫·韋斯領導的一個國際研究小組發現,對於太陽系外的行星系統,圍繞同一顆恆星運行的行星的大小和軌道間距都差不多。這種模式,是在位於美國夏威夷的新凱克天文台對開普勒望遠鏡發現的行星系統的觀測顯示出來的,這種模式可能表明,大多數系外行星系統的形成歷史與太陽系不同。
多虧了2009年發射的NASA(美國宇航局)開普勒望遠鏡,現在已經知道了成千上萬的系外行星。這個大樣本讓研究人員不僅可以研究單個的系統,而且還能在行星系統中得出統一結論。韋斯博士是加利福尼亞開普勒調查小組的成員,該小組利用位於夏威夷的莫納克亞山的凱克天文台,獲得了1305顆恆星的高解析度光譜,這些恆星是由開普勒望遠鏡最初發現的具有總共2025顆行星。從這些光譜中,他們測量了恆星及其環繞行星的精確尺寸。
在韋斯的帶領下,在《天文學雜誌》上發表的這項新分析中,研究小組集中研究了909顆屬於355個多行星系統的行星。這些行星大多位於離地球1000到4000光年的地方。通過統計分析,研究小組發現了兩種令人驚訝的模式。他們發現系外行星的大小與它的鄰居的大小相同。如果一顆行星很小,那麼圍繞著同一顆恆星的下一顆行星也很可能是小的,如果一個行星很大,那麼下一個行星很可能是大的。他們還發現,圍繞同一顆恆星運行的行星的軌道間距通常是固定的。
系外圍繞同一顆恆星運行的行星往往大小相同,並且具有有規律的間隔,就像豆莢里的豌豆一樣。如果行星的大小或空間是隨機的,這些情況就不會發生。」 韋斯解釋道。
行星的大小和軌道間距對大多數行星系統的形成有影響。在經典行星形成理論中,行星在圍繞著新形成的恆星的原行星盤中形成。行星可能形成緊湊的結構,具有相似的尺寸和相同的軌道間距,與太陽系外行星系統的新觀測模式類似。然而,在我們的太陽系內,內行星的間距和尺寸卻出奇的大。太陽系中大量的證據表明,木星和土星擾亂了我們系統的早期結構,導致了我們今天太陽系擁有不規則的型行星間距。大多數系外行星系統中的行星都具有同樣大小,並具有有規律的間隔,這表明它們可能是自形成以來未曾受干擾的。
為了驗證這一假設,韋斯正在凱克天文台進行一項新的研究,以尋找圍繞「開普勒多行星系統」的木星類似的天體。韋斯和她的團隊研究的行星系統的眾多行星與他們的恆星距離非常近。由於開普勒任務的持續時間有限,人們對這些星系周圍更大的軌道距離上所存在的行星(如果有的話)知之甚少。他們希望測試類似木星的行星在大的軌道距離上的存在或消失與內行星系統的模式是否有關。
無論它們的外部天體是什麼,在太陽系外星系內的行星的相似性需要一個解釋。如果能確定行星大小這個決定性因素,它可能有助於確定哪些恆星可能擁有適合生命的類地行星。
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