类太阳恒星周围的类地行星

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-02-24 10:06:08 | 作者: | 来源: | 浏览:2274次 ]

原文标题:Many, Perhaps Most, Nearby Sun-Like Stars May Form Rocky Planets

原文来自:NASA    Posted: 2008. 2. 17

编译:Melipal    审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

天文学家发现,就算类地行星 不会在银河系 中所有邻近的 类太阳恒星 周围形成,也可能在其中相当一部分的 恒星 周围诞生。新的 结果说明,可能存在生命的 世界也许比我们所认为的 更为普遍。

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这张艺术家笔下的 概念图描绘了类似太阳系 内行星 的 石质类地行星 ,它们在宇宙中可能会是数量繁多而多样化的 。(图片提供:NASA/JPL-Caltech)

天文学家Michael Meyer供职于位于图森的 亚利桑那大学,他与同事使用NASA的 斯必泽太空望远镜来探明类似太阳系 的 行星 系 统在银河系 中是否常见。他们发现,至少有20%(可能多至60%)的 类太阳恒星 是产生类地行星 的 候选者。

在波士顿召开的 美国科学促进会年会上,Meyer公布了他们的 发现。结果将发表在2月1日出版的 《天体物理学杂志通报》上。

天文学家使用斯必泽巡视了6批恒星 ,它们的 质量与太阳相当,并按各自的 年龄分组。太阳的 年龄约为46亿岁。Meyer说:“我们希图去研究类太阳恒星 周围气体与尘埃的 演化,并将结果与设想中的 太阳系 演化早期作比较。”

斯必泽并没有直接探测到行星 。它是在红外区域的 一个波段上探测尘埃,那是行星 诞生时分碰撞残留的 碎石。最热的 尘埃在波长最短的 波段(也就是3.6至8微米)上为人探测到。冷尘埃在波长最长(70至160微米)处探测。24微米波段则可以追踪温热的 尘埃。由于距离恒星 较近的 尘埃比远出的 要热一些,温热的 尘埃反映的 可能是环绕恒星 运转的 距离介于地球与木星 之间的 物质分布。

Meyer说:“在4批最为年轻的 恒星 中,我们发现有百分之10至20的 星 体显示出了尘埃导致的 24微米辐射。但在年龄大于3亿年的 恒星 周围,温热的 尘埃并不常见。这一频率的 辐射只是逐渐减少。”

“这与我们太阳系 的 动力学形成与演化的 理论时标相符。理论模型与陨星 数据表明,地球是在1000万至5000万年以前由小天体碰撞产生的 。”他补充道。

在一项独立的 研究中,马萨诸塞州坎布里奇史密松天体物理天文台的 Thayne Currie与Scott Kenyon及同事也在年龄介乎1000万至3000万年的 恒星 周围发现了尘埃的 迹象,尘埃是由类地行星 的 诞生导致的 。Meyer说:“观测表明,导致地球形成的 机制同样会在300万至3亿岁的 恒星 周围起作用。”

Kenyon与盐湖城犹他大学的 Ben Bromley一起,发展了行星 形成的 模型,其给出的 场景看上去是真实的 。他们的 模型预言,当小型岩石天体碰撞并合时,可以在24微米的 波段上探测到温热的 尘埃。Kenyon说:“我们的 工作表明,Meyer与同事发现的 温热尘埃是类地行星 诞生的 自然结果。与斯必泽的 观测结果相同,我们给出的 结果也是较年轻的 恒星 周围尘埃辐射频率更高。”

Meyer说,产生行星 的 恒星 数目很不明确,因为可以解释斯必泽观测的 方法不止1种。随着恒星 的 日益成熟,斯必泽在20%的 最年轻恒星 样本中所见的 温热尘埃辐射还将持续下去。也就是说,年龄在1000万年的 恒星 周围,由撞击产生的 温热尘埃还将继续辐射下去,表现为年龄范围在1000万至3000万年之间的 恒星 周围的 温热尘埃辐射,依次类推。这样解释数据的 话,每5颗类太阳恒星 中,就有一颗可能会产生行星 ,Meyer说道。

还有另一种方法可以解释数据。Meyer说:“乐观的 图景认为,最大最重的 恒星 盘先是会发生失控的 撞击,并迅速产生行星 。这是我们可以在最年轻的 恒星 中看到的 。它们的 恒星 盘过得很艰苦,并早早地衰亡,早年发出明亮的 光芒,然后熄灭。不过小而轻的 盘会亮得更久。在这种情况下,由于相互碰撞的 粒子较少,行星 形成就会被拖延。”

如果这一说法正确,质量最大的 恒星 盘先形成行星 ,而最轻的 那些花费的 时间要长上10至100倍,那么被测恒星 中最多有62%业已产生行星 ,或是有行星 正在产生。Meyer说:“正确答案也许在不到20%的 最悲观估计值与60%以上的 最乐观估计值之间。”

进一步检验石质类地行星 在类太阳恒星 周围普遍存在的 关键将是利用NASA在明年发射的 开普勒望远镜完成的 。

帕萨迪那加州理工学院的 John Carpenter是Meyer的 13位合作者之一。NASA的 喷气推进实验室位于帕萨迪那,为华盛顿的 NASA科学任务理事会管理着斯必泽太空望远镜计划。科研运转在加州理工学院的 斯必泽科学中心完成。加州理工学院为NASA管理着JPL。关于斯必泽的 更多信息请访问http://www.nasa.gov/spitzerhttp://www.spitzer.caltech.edu/spitzer

(全文完)

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