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標  題: [新聞] 天文學家發現一系外行星超出現有理論範圍
發信站: 批踢踢實業 (2011/06/29 Wed 21:56:14)

隨著開普勒系外行星探測器的發射升空，人類將在未來一段時期內發現較多的系外行星，
會有越來越多的系外行星被發現，而幾乎所有新發表的研究成果都涉及到一個問題：這些
行星到底是如何形成的？當天文學家發現第一顆系外行星時，太陽系行星形成理論是否同
樣適用於其他星系，是否我們已知的行星形成理論是否只是某個框架的一部分，這些問題
都困擾著天體物理學。例如，宇宙存在著大量的熱木行星，卻在現有的理論範圍之外。

　　這將導致科學家重新審視現有的理論結構，重新回到起點進行推演，而目前最大的難
題是：宇宙中到底有多少系外行星？我們目前所掌握的行星形成模型的漏洞有多大？針對
這些問題，科學家發現阻礙系外行星進一步發現的原因是觀測方法上存在問題，目前所採
用的引力搖擺法只能發現質量較大的系外行星，而且這些系外行星的軌道必須靠該恒星系
統較近。

　　儘管目前最先進的開普勒系外行星探測器能在一定程度上提升了對系外行星的觀測發
生力度，容易發現距離地球較遠且質量較低的行星，但是也只能發現距離恒星較近的行星
。然而，有一種用於發現系外行星的新技術，即引力微透鏡法，用該方法發現的系外行星
質量已經能降至10倍地球質量，且這類系外行星的軌道距離其恒星系統也較遠。根據這個
方法，一個天文學家小組公布了用於發現系外岩質行星的範圍。檢索系外行星表，天文學
家使用引力微透鏡法發現了13顆系外行星，最新的一顆編號為MOA－2009－BLG－266Lb，
通過精確的計算，發現其質量大約只有地球的10倍，公轉軌道在3.2個天文單位（一個天
文單位為1.5億公里），而其所在的恒星系統中，恒星的質量大約只有太陽質量的一半。

　　這個新發現對於系外行星的探索理論是非常重要的。因為這是首次發現這個質量級別
的系外行星，科學家將其稱為“質量雪線”，這個質量所對應的公轉軌道決定了在這顆行
星上水是否是液態水，而氨和甲烷是否會凍結成冰，如果具備了液態水的存在的軌道條件
，那將極有可能孕育外星生命。但是，這條理論上的“質量雪線”並不是用於衡量外星生
命的標準，如果推演到行星形成時期，將使得行星形成堅硬的核結構，而如果超出了這個
範圍，天文學家估計該行星的形成時間相對而言將非常短暫，若在進一步遠離這個範圍，
行星的密度就會下降。

　　因此，依據此行星形成理論模型，標準形成質量將達到10倍的地球質量，並在形成初
期具有較大的固態物質聚集，而在這個過程中，可進行較慢程度的氣體吸積，如果這個過
程過快，過於迅速地積累行星材料，其大氣結構將變得厚重而崩潰，這個循環的加速將導
致這顆行星成為一顆氣態行星。

　　這個行星形成理論模型能否具有廣泛的普適性還需要進一步的結合天文觀測。通過對
與鄰近行星系統的對比，判斷理論是否符合觀測。特別需要點出的是：從這個理論出發，
在低質量恒星系統周圍，應該不會觀測到巨型氣態行星，因為氣體盤將會在行星大氣崩潰
導致進一步的吸積效應前消失。天文學家所期待的情況已經被開普勒系外行星探測器所發
現的超過500個系外行星觀測報告所在證實。

　　此外，按這個“質量雪線”進行觀測時，也發現較多的低質量行星，這也支持了在行
星形成初期如果沒有較低的溫度形成固態物質，將在很大程度上阻止行星形成的假說。與
此同時，一些新的觀測計劃也就在不久得將來實現，比如光學引力透鏡實驗IV（OGLE－IV
）探測器即將全面開始運作以及新一代的WISE空間觀測天文台將使用更加成熟的微引力透
鏡進行系外行星觀測。（來源：騰訊）

http://www.chinareviewnews.com/doc/1017/4/8/9/101748961.html?coluid=7&kindid=0&docid=101748961&mdate=0629123911

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