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行星系統裡也有“逆行者”?兩顆行星能否相向而行?答案有些奇妙

這顆行星代號為HAT-P-7b,也稱開普勒-2b。

它是一顆熾熱的氣體行星,其體積比木星大40%,圍繞著一顆質量高出太陽50%,體積是太陽兩倍的F型主序星而公轉。HAT-P-7b位於天鵝座,距離地球1120光年。下圖是木星(左)和HAT-P-7b的大小對比。圖源:Wikipedia

行星系統裡也有“逆行者”?兩顆行星能否相向而行?答案有些奇妙

行星系統裡也有“逆行者”?兩顆行星能否相向而行?答案有些奇妙
由於HAT-P-7b與其所繞恆星的距離非常近,只有550萬公里(水星與太陽之間的距離在2900萬-7000萬公里之間),因此它的公轉週期僅有短短的2.2個地球日。並且,由於被其恆星潮汐鎖定,開普勒-b2、的日側平均溫度高達2860開氏度(約2587攝氏度)。高溫使得該星球上掀起了強風,甚至連雲層也是由剛玉構成的(即人們熟知的藍寶石和紅寶石),強風從夜側一直吹到日側,剛玉雲也遍佈整個大氣。

HAT-P-7b與其母恆星示意圖 圖源:NASA

HAT-P-7b還具有一個十分有趣的特性:它的公轉方向與母恆星自轉的方向相反。海王星的其中一顆衛星,海衛一,同樣沿著相反方向軌道公轉。但與其不同的是,海衛一被公認為是海王星捕捉到的衛星,而HAT-P-7b的公轉方向之所以與其母恆星自轉方向相反,則可能要歸因於兩顆行星對其施加的“長期引力干涉”:一顆巨大的氣體狀姐妹行星HAT-P-7c(它與母恆星同方向公轉),以及一顆伴星HAT-P-7B(沒錯,這真的很容易混淆。不過也很簡單,大寫字母就代表它是一顆恆星)。據推測,這顆伴星的引力將HAT-P-7c拉入了圍繞母恆星執行的陡峭軌道,並反過來將HAT-P-7b行星推入了與母恆星自轉方向相反的公轉軌道。

行星系統裡也有“逆行者”?兩顆行星能否相向而行?答案有些奇妙

如下圖所示,在藝術家的眼中,位於正中央HAT-P-7是一顆白色巨大恆星,位於右上角的HAT-P-7B是一顆小小的紅色恆星,背景中的HAT-P-7c是一顆巨大的氣體行星(外行星),靠近主恆星的HAT-P-7b是一個很小的圓點。

現在你找到答案了:上述恆星系統恰恰有著兩顆朝著相反方向公轉的行星。

逆向公轉的系外行星有很多,例如WASP-17b,另一個與木星類似的炙熱氣體行星,其半徑約為後者的兩倍,但質量更小。WASP-17b位於天蠍座,距地球約1000光年。這顆行星沿著反向軌道圍繞其F型主序母星公轉,宛如一個反叛者。與HAT-P-7b一樣,這顆系外行星的公轉軌道也十分靠近其母恆星,這顆行星上的一年僅僅相當於3.74個地球日。不過,該行星系統只有一顆行星,因此不符合原提問給出的條件。

同一行星系統裡的兩顆行星也不是不能朝著相反方向公轉,只是其中一顆行星必須是由母星捕捉而來的。

行星系統形成於旋轉的盤狀物質、氣體和塵埃等。隨著圓盤的緩緩旋轉,一個個“土塊”逐漸形成,最終會捕獲所有物質,形成行星。自始至終,一切物質都按照同一個方向旋轉。

行星系統裡也有“逆行者”?兩顆行星能否相向而行?答案有些奇妙

處於生成階段的行星 圖源:SciTechDaily

看到這裡,應該就不難明白為什麼一顆自然形成的行星無法逆向圍繞恆星公轉了吧?

請注意,正如我在開頭所說的,如果一個星際“漫遊”物體被恆星捕捉到,它公轉的方向將完全取決於它如何到達該行星系統。因此,該物體逆向公轉是完全有可能的。然而,這會對其他行星的軌道產生巨大的干擾,使整個行星系統陷入極不穩定的狀態。

行星系統裡也有“逆行者”?兩顆行星能否相向而行?答案有些奇妙

在對含有一個恆星和兩個行星的系統的模擬實驗中,結局往往是其中一顆行星被甩離該系統,但現實中並不會這樣。因此,行星系統中一定存在著某種效應,維持著系統的穩定執行。天體物理學家沒有接受過電現象的訓練,所以他們拒絕將其他效應納入考慮範圍中。

我認為,兩顆相向而行的行星之間的引力會在很短的時間內使該行星系統分崩離析。

行星是一種圍繞恆星或恆星殘骸公轉的天體,其質量大到足以透過自身的重力使其變成球形,但又不足以引起熱核聚變,並且已清理乾淨其鄰近區域的行星碎片。

行星系統裡也有“逆行者”?兩顆行星能否相向而行?答案有些奇妙

行星(planet)一詞十分古老,它和天文、歷史、科學、神話不無關係,並且,由於許多早期人類文化認為行星和恆星與天上的神有關,因此行星還與宗教產生了關聯。太陽系中有五顆肉眼可見的行星,隨著科技的進步,人類對於行星的觀察角度也變得豐富了起來,許多雜七雜八的天體也被納入進來了。

行星系統裡也有“逆行者”?兩顆行星能否相向而行?答案有些奇妙

2006年,國際天文聯合會(IAU)正式通過了一項決議,定義了太陽系內的行星。根據這項決議,許多天體雖具有行星般的質量,卻因其軌道的位置和公轉的物件而被除名,引起較大爭議。根據目前的定義,儘管1950年以前發現的其中八個行星體仍然屬於行星之範疇,但是一些曾經被科學界普遍認為是行星的天體,例如:穀神星、智神星、婚神星、灶神星(這些都是位於太陽系的小行星帶中的天體)以及冥王星(人類發現的首顆海王星外天體),已經被除去行星之名。

BY: Neil Bravo

FY: Newton

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分類: 親子
時間: 2021-11-01

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