太陽(yáng)的半徑高達(dá)69.6萬公里,是地球半徑的109倍,是木星半徑的近10倍。
在我們的認(rèn)知中,行星比恒星小得多,以太陽(yáng)系為例,太陽(yáng)系中最大的行星是木星,木星的質(zhì)量雖然是太陽(yáng)系內(nèi)其他七大行星質(zhì)量總和的2.5倍,但它的質(zhì)量也僅是太陽(yáng)質(zhì)量的千分之一,太陽(yáng)面前依然是個(gè)小不點(diǎn)。
行星遠(yuǎn)比恒星小,在我們看來這是一件理所當(dāng)然的事。不過根據(jù)卡內(nèi)基科學(xué)研究所的天文學(xué)家在著名天文學(xué)期刊《天文學(xué)雜志上》發(fā)表的一項(xiàng)研究,其在距離地球280光年處發(fā)現(xiàn)了
那里有一個(gè)名叫TOI-5205的恒星,科學(xué)家在該恒星周圍發(fā)現(xiàn)了數(shù)顆行星,其中行星TOI-5205b是一個(gè)獨(dú)特的存在,它的半徑達(dá)到了母恒星TOI-5205的40%。因?yàn)樗鼘?shí)在太大了,當(dāng)TOI-5205b從恒星TOI-5205前方掠過時(shí),其星光大約會(huì)出現(xiàn)7%的下降。
并且TOI-3235b的公轉(zhuǎn)周期只有2.6天,這意味著行星TOI-5205b與恒星TOI-5205之間的距離非常近。
觀測(cè)數(shù)據(jù)表明,行星TOI-5205b的大小與木星差不多,也是一個(gè)氣態(tài)巨行星。至于TOI-5205,它是宇宙中最小的一類恒星——紅矮星,體積大約是太陽(yáng)的37%,質(zhì)量大約是太陽(yáng)的39%。
紅矮星又叫M型恒星,它們壽命非常長(zhǎng),可達(dá)上萬億年,是銀河系中數(shù)量最多的一類恒星。
此前科學(xué)家從未在紅矮星系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)如此巨大的氣態(tài)巨行星行星,TOI-5205b不僅距離母恒星TOI-5205非常近,大小也與母恒星相差不大,這與現(xiàn)有的理論不符,看起來十分奇怪。
科學(xué)家結(jié)合長(zhǎng)期的觀測(cè)數(shù)據(jù)總結(jié)出了一套恒星系的形成和演化理論,這一理論認(rèn)為星云是恒星的制造工廠,星云中的主要成分為氫和氦構(gòu)成的氣體以及其它元素構(gòu)成的塵埃,這些物質(zhì)在萬有引力的作用下經(jīng)過漫長(zhǎng)的聚合,當(dāng)質(zhì)量達(dá)到80~90個(gè)木星質(zhì)量時(shí),其核心處的溫度和壓力就足以啟動(dòng)氫核聚變,最終演化成一顆恒星。
80~90個(gè)木星質(zhì)量,即太陽(yáng)質(zhì)量的8%左右,這是科學(xué)家結(jié)合理論計(jì)算出的恒星質(zhì)量下限,任何恒星的質(zhì)量理論上都不可能小于這個(gè)下限。質(zhì)量低于這個(gè)下限,同時(shí)又非常大的星球就只能是氣態(tài)巨行星或者褐矮星。目前科學(xué)家觀測(cè)到的質(zhì)量最小的恒星均沒有突破這一下限。
當(dāng)恒星形成后,強(qiáng)烈的恒星風(fēng)會(huì)將恒星周圍的殘余物質(zhì)吹散,其中氫氦等氣體會(huì)被吹得更遠(yuǎn),當(dāng)它們迅速被外圍的巖石物質(zhì)吸積后,最終就會(huì)形成氣態(tài)巨行星。太陽(yáng)系內(nèi)的氣態(tài)巨行星就離太陽(yáng)比較遙遠(yuǎn),而離太陽(yáng)比較近的都是巖石行星,就是這個(gè)原因。
理論認(rèn)為,像木星這樣的氣態(tài)巨行星的形成至少需要10倍地球質(zhì)量大小的巖石內(nèi)核,方可擁有強(qiáng)大的引力,迅速聚集周圍的氣體,從而形成氣態(tài)巨行星。
行星誕生于新生恒星周圍的氣體塵埃盤中,也就是說行星的形成原料來源于恒星形成后的邊角料。既然是邊角料,那么形成后的行星的大小必然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及母恒星。
恒星TOI-5205附近為什么會(huì)存在一個(gè)如此巨大并且離它很近的氣態(tài)巨行星呢?
據(jù)推測(cè),這種比較特別的恒星行星組合,可能是失敗的雙星系統(tǒng)。這片星云中本來有可能誕生兩個(gè)恒星,但由于星云里物質(zhì)不多,導(dǎo)致雙星中一個(gè)成為了恒星,另一個(gè)因質(zhì)量不足演化成了巨行星,由伴星變成了行星。也就是說,行星TOI-5205b可能并不是在恒星TOI-5205誕生之后才形成的。
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