氣體密度比固體小,這是個常識,氣體行星的密度也應該小于巖石行星。但奇怪的是,天文學家竟然發(fā)現(xiàn)了密度比地球還大的氣體行星!
這顆行星距離我們大約300光年,名叫HD-114082b。它是迄今為止天文學家發(fā)現(xiàn)最年輕的行星之一,只有差不多1500萬歲。要知道,我們的地球已經(jīng)形成45億年了。除了年輕之外,HD-114082b還有更值得注意的方面。
它有的時候會運行到宿主恒星和地球之間,遮擋一部分宿主恒星的光,使其亮度變暗,這就是凌星法。通過恒星變暗的幅度,天文學家可以判斷行星的半徑。通過徑向速度法,天文學家可以判斷行星的質(zhì)量。兩種觀測方法的結(jié)合,能夠證明系外行星的存在,并且?guī)椭覀冇嬎阈行堑拿芏取?/p>
結(jié)果表明,HD-114082b的半徑和木星差不多,但質(zhì)量卻是木星的8倍,也就是超過地球的1500倍。這么算下來,它的密度幾乎是地球的2倍。
要知道,根據(jù)目前的理論,如果一顆行星的質(zhì)量達到地球的25倍或者半徑達到地球的3倍時,就會吸附大量的氣體,形成厚達數(shù)萬公里的大氣層。氣體的密度比固體小,這會導致氣體行星的密度比巖石行星小。然而,地球的密度(約5.5克每立方厘米)已經(jīng)是太陽系行星中最大的了,竟然只有HD-114082b的1/2,這實在令人感到匪夷所思。
天文學家認為,HD-114082b的年齡或許能夠說明問題。因為它如此年輕,才有可能出現(xiàn)這種現(xiàn)象,這就要說到行星的形成模型了。
目前認為,行星有兩種形成模式,我們可以分為冷啟動和熱啟動。
所謂的冷啟動,也叫核心吸積模型,指的是在原行星盤中,少量物質(zhì)通過靜電力結(jié)合在一起,獲得了比較強的引力,然后慢慢吸積周圍的物質(zhì),最終形成行星,這種行星有一個巖石核心。
熱啟動又叫引力坍縮模型,指的是原行星盤中原本就存在不穩(wěn)定的區(qū)域,周圍的物質(zhì)直接在這里坍縮形成行星,這種氣體行星的內(nèi)部沒有巖石核心,并且在核心處保留大量的熱量。
根據(jù)HD-114082b的情況,引力坍縮模型是無法解釋的,核心吸積模型或許更容易解釋它的形成。即便如此,它的密度仍然顯得不合常理,要么是它的核心異常致密,彌補了“拖后提”的大氣層,要么是還有其他未知的機制存在。
算上HD-114082b,人類也只發(fā)現(xiàn)了3顆年齡不足3000萬歲的行星,并且都不符合引力坍縮模型。當然3顆行星構(gòu)成的樣本量太小,不足以下結(jié)論。但天文學家確實需要發(fā)現(xiàn)更多如此年輕的行星,它們能告訴我們太陽系或者其他恒星系誕生和演變的歷程。