中外天體物理學(xué)家聯(lián)合組成的一個(gè)研究小組已經(jīng)明確，太陽系外的一顆巨大行星正在被它的中央恒星扭曲和摧毀——這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋這顆名為WASP-12b的行星體形為何會(huì)異常龐大。
這一發(fā)現(xiàn)不僅可以解釋W(xué)ASP-12b上發(fā)生了什么，還意味著科學(xué)家獲得了絕無僅有的一次良機(jī)，來觀測(cè)一顆行星如何步入它生命的最終階段。這項(xiàng)研究的合作者之一、北京大學(xué)科維理天文與天體物理研究所(Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics)所長(zhǎng)、美國加利福尼亞大學(xué)圣克魯茲分校的林潮教授說：“這是天文學(xué)家第一次見證一顆行星正在發(fā)生的瓦解和死亡過程。”科維理天文與天體物理研究所是北京大學(xué)新成立的一個(gè)研究機(jī)構(gòu)，在這項(xiàng)研究中承擔(dān)了主要工作。他們?cè)?010年2月25日出版的《自然》雜志上公布了這些發(fā)現(xiàn)。
這項(xiàng)研究的第一作者李抒璘當(dāng)時(shí)仍在科維理天文與天體物理研究所讀研究生，她和一個(gè)研究小組分析了這顆行星的觀測(cè)數(shù)據(jù)，證明其主星的引力如何一邊使這顆行星“浮腫”，一邊加快了它的迅速瓦解過程。
發(fā)現(xiàn)于2008年的WASP-12b是過去15年來在太陽系外發(fā)現(xiàn)的400多顆行星當(dāng)中最難以理解的一顆。它圍繞著御夫座中一顆質(zhì)量與太陽相當(dāng)?shù)暮阈沁\(yùn)行。和大多數(shù)已知的太陽系外行星一樣，WASP-12b是一顆巨大的氣態(tài)行星，在這方面跟太陽系里的木星和土星有些類似。不同之處在于，它在極近的距離上圍繞主星旋轉(zhuǎn)，到主星的距離只有日地平均距離的1/44。另一個(gè)奇怪之處是，它的體形遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了天體物理模型預(yù)言的大小。根據(jù)估算，它的質(zhì)量只比木星多大約50%，半徑卻大了80%，體積是木星的6倍！它還異常灼熱，面向主星那一面的溫度超過2,500℃。
這些研究人員認(rèn)為，必定有某種機(jī)制使這顆行星膨脹到了如此出乎意料的程度。他們把分析焦點(diǎn)放在了潮汐力上，認(rèn)為WASP-12b上強(qiáng)大的潮汐力足以產(chǎn)生觀測(cè)到的種種效應(yīng)。
在地球上，地球和月球之間的潮汐力導(dǎo)致海洋一天有兩次潮起潮落。然而，WASP-12b距離主星非常近，因此這顆行星上的潮汐力會(huì)非常巨大，甚至完全改變了這顆行星的形狀，從球形變成了接近橄欖球的形狀。
這些潮汐力不光會(huì)扭曲這顆行星的形狀。通過持續(xù)不斷地改變行星的形狀，潮汐力還會(huì)在行星內(nèi)部造成摩擦。這種摩擦產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致這顆行星膨脹。林潮教授說：“這是第一次獲得直接證據(jù)，證明行星內(nèi)部加熱 (或者說‘潮汐加熱’)能夠使這顆行星膨脹到目前的大小。”
這些研究者說，盡管WASP-12b非常巨大，它卻面臨著早早夭折的命運(yùn)。事實(shí)上，過度“浮腫”正是麻煩之一。由于體形過度膨脹，這顆行星已經(jīng)無法在與主星引力的拉鋸戰(zhàn)中留住自身的物質(zhì)。李抒璘解釋說：“WASP-12b以約每秒60億噸的速率向中央恒星流失質(zhì)量。以這個(gè)速率，這顆行星將在一千萬年里被中央恒星完全吞噬。這聽起來似乎是一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間，但是對(duì)于天文學(xué)家來說，這個(gè)時(shí)間很短。這顆行星的壽命僅為地球目前年齡的1/450。”
從WASP-12b流失的物質(zhì)不會(huì)直接掉入主星，而是在主星周圍形成一個(gè)盤，盤旋著緩慢流入主星。對(duì)WASP-12b軌道運(yùn)動(dòng)的深入分析表明，這個(gè)盤中還存在另一顆質(zhì)量較小的行星在擾動(dòng)它的軌道。這顆行星很可能是一顆大質(zhì)量的類地行星——俗稱“超級(jí)地球”。
這個(gè)行星物質(zhì)盤以及包含在其中的超級(jí)地球，都可以用現(xiàn)有的觀測(cè)設(shè)施探測(cè)到。它們的性質(zhì)將有助于我們進(jìn)一步明確WASP-12b這顆神秘行星的歷史和命運(yùn)。
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