太阳系外的“月亮”或诞生在这个“盘”里

2021-08-03 09:47:46   来源:科技日报

生活在这个时代,我们很幸运。因为经常可以和全世界的天文学家一起见证宇宙深处各种前所未见的天文奇观,比如首次清楚地看到可以孕育系外卫星的行星周盘——7月22日,据国外媒体报道,天文学家在一颗名为PDS 70c的遥远行星周围发现了一个行星周盘,这颗年轻的系外行星可能正在形成它的卫星。相关结果发表于《天体物理学杂志通讯》。

系外卫星或许很普遍

400多年前,意大利宇宙哲学理论家布鲁诺提出:恒星是距离更远的太阳;它们周围也有自己的行星,这些行星还可能孕育着生命。100多年前,天文学家通过观测太阳和恒星的距离与光谱证实了太阳就是一颗恒星。

1995年,伴随着首颗类太阳恒星周围行星飞马座51b的发现,布鲁诺关于系外行星的猜想也被证实。目前已知的系外行星有4000多颗。通过估算,银河系中的系外行星可能和恒星一样的普遍。

发现了首个系外行星后,大家自然有了一个新的疑问:系外卫星是否存在?所谓系外卫星,就是围绕太阳系外行星运行的卫星。其实卫星在太阳系内很常见,太阳系的八大行星中,除了水星和金星,其他6颗都有卫星,而且总数有200余颗。通过与太阳系的情况做类比,我们有理由推测:系外卫星应该是存在的,而且可能和系外行星一样普遍。然而想要从科学上证明这个猜想却并不容易,主要原因在于天文观测的限制。银河系中至少有几千亿颗系外行星,但是我们目前只发现了其中的亿分之一。可见要发现系外卫星绝非易事。

探测系外卫星的方法与探测系外行星的方法类似。目前科学家使用微引力透镜、凌星计时、凌星法等间接探测方法发现的系外卫星候选体总数不足20颗。这些都还只是疑似的系外卫星,目前还没有被确认。我们也可以使用直接成像的方法探测系外卫星。但是因为系外卫星太小又不发光,其寄主行星与寄主恒星的光度差别巨大。因此这种方法目前难以实现。以后使用今年即将发射的韦伯太空望远镜或许可以实现。

见证系外“月亮”的诞生

我们目前虽然难以观测已形成的系外卫星,但是可以通过最先进的毫米波望远镜观测到系外卫星的形成环境。日,一个由国际天文学家组成的团队使用位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列望远镜(ALMA)第一次清楚地观测到了一个可以孕育系外卫星的行星周盘(行星周围由气体和尘埃组成的盘)。事实上,两年前就有另一个国际天文学家团队也利用ALMA发现了这个“可疑”的行星周盘,不过那时的观测精度较低,不能把这个行星周盘与周围的环境清晰地区分开,也就不能确认它的存在;这次的观测精度可以清楚地将这个行星周盘与周围的环境分开,并且可以限定其大小:这个行星周盘半径约为1au(日地均距离),其质量足够形成3颗月球大小的卫星。

这个行星周盘位于一颗年轻的气态巨行星PDS 70c的周围。PDS 70c的寄主恒星PDS 70位于人马座,距离太阳约367光年。PDS 70的质量约为太阳的80%,年龄只有大约540万年,差不多是太阳年龄的千分之一。PDS 70的周围有一个半径达100au的气体尘埃盘(星周盘)。天文学家分别于2018年和2019年发现PDS 70周围有两颗形成中的行星(原行星):PDS 70b和PDS 70c。PDS 70b距离PDS 70大约22au,这与天王星到太阳的距离相仿。PDS 70c距离PDS 70大约34au,与海王星到太阳的距离相仿。这两颗原行星的质量大约在木星质量的1—10倍之间。目前还在非常缓慢地吸积周围物质。

目前已知的形成中的系外行星只有PDS 70b和PDS 70c(其他4000多颗已知的系外行星都是成年行星)。因此这些观测结果不但可以让我们研究卫星的形成,还可以用来测试行星的形成理论。恒星形成于一个巨大的气体尘埃团。尘埃团最初微小的转动在收缩形成原恒星的过程中会被放大。形成恒星后多余的物质会再形成一个围绕恒星转动的星周盘。行星形成于恒星周盘。原行星通过吸积星周盘内的物质来成长,并通过引力逐渐清理其所在轨道内的气体尘埃。在这个过程中,如果一颗行星离其主星足够远,它周围的气体尘埃受到恒星的影响较小,它的周围就有可能聚集到足够的物质形成一个行星周盘。同时这个行星周盘内的气体和尘埃也可能通过频繁的碰撞逐渐聚集形成卫星。不过目前天文学家还没有完全弄清楚行星和卫星形成过程中的具体细节。要进一步研究这些细节,就是天文学进步的动力。

将来随着6.5米韦伯太空望远镜(JWST)以及欧洲39米极大望远镜(ELT)等新一代地面巨型望远镜的陆续投入使用,我们也许有机会探测到系外生命存在的生物证据,从而验证布鲁诺400多年前关于系外生命的猜想。

(作者系南京大学天文与空间科学学院副教授)

关键词: 太阳系外 月亮 诞生 行星周盘

相关阅读

工信部拟收回 979 个电信网码号 拒不按

科技

3月11日消息 据工业和信息化部网站,根据《电信网码号资源管理办法》第三十八条第八款规定,工业和信息化部拟对 979 个拒不按照规定缴纳

2021-03-11

我国第一个火星探测器天问一号开始绕火星飞

科技

我国第一个火星探测器天问一号于腊月二十九成功被火星捕获,开始绕火星飞行,飞行的方向也已经通过一次平面机动从绕着火星的赤道飞变成了绕

2021-02-19

大数据赋能 深圳推动着城市治理能力现代化

科技

推进国家治理体系和治理能力现代化,必须抓好城市治理体系和治理能力现代化。深圳,以建设中国特色社会主义先行示范区和粤港澳大湾区为契机

2020-10-14

透膜:让某些分子和离子扩散进出的薄膜

科技

透膜是一种只让某些分子和离子扩散进出的薄膜。一般来说,半透膜只允许离子和小分子物质通过,而生物大分子物质不能自由通过半透膜,原因是

2020-08-20

各国大咖云端论道 人工智能的当下作用

科技

近日,2020世界人工智能大会在中国上海举行。各国大咖云端论道,人工智能的当下作用与未来前景愈发清晰。在全球协力抗疫的背景下,人工智能

2020-07-16

太阳系外的“月亮”或诞生在这个“盘”里

科技

生活在这个时代,我们很幸运。因为经常可以和全世界的天文学家一起见证宇宙深处各种前所未见的天文奇观,比如首次清楚地看到可以孕育系外卫

2021-08-03

借这双特殊“眼睛” 我们重新认识了宇宙

科技

夏夜的银河像美丽的丝带划过天空,而借助一双特殊的眼睛,才能看清银河中原来缀满了明亮的星星——这双眼睛就是望远镜。如今,无论专业学者

2021-08-03

“解剖”月壤样品检测样本氦-3含量 打开月球能源宝库大门

科技

编者按 7月12日,国家航天局探月与航天工程中心在北京国家天文台举行嫦娥五号任务第一批月球科研样品发放仪式,13家科研机构成为首批开展

2021-08-03

亚轨道飞行器大幅缩短发射准备时间 可实现航班化天地往返运输

科技

近期,美国蓝色起源公司、英国维珍银河航天公司分别完成了亚轨道载人飞行。记者从中国航天科技集团公司一院(以下简称一院)获悉,目前我国也

2021-08-03

合肥高新区:“四项加法”助推减碳节能 争在行业内率先实现碳达峰碳中和

科技

合肥高新区正加快建设合肥高新国际环保科技园,依托园区500余家节能环保企业,发展壮大新一代信息技术、新能源、新材料、新能源汽车、绿色

2021-08-03

打造地区发展增长极 “金融+科技”发展模式渐显成效

科技

北京三环里新城看丽泽。银河证券、长城资产、中国保险行业协会等相继落户,地铁14号线主体结构封顶,丽泽天街开业成网红打卡地……北京市丰

2021-08-03

裸子植物古老的DNA复制行为与它们的进化有关

科技

植物倾向于囤积DNA,不丢弃任何东西。它们体内的额外基因可以变异,产生新的生理特征。保留额外的基因会增加植物的进化速度。一项新的研究

2021-08-02

科学家首次观测到黑洞背后的光 可帮助增进对黑洞日冕的理解

科技

据近日发表在《自然》杂志上的论文,由美国斯坦福大学天体物理学家丹·威尔金斯领导的研究团队首次观测到来自黑洞背后的光。黑洞是时空中的

2021-08-02

航空遥感系统通过国家验收投入运行

科技

记者从中科院合肥物质科学研究院(以下简称中科院合肥研究院)了解到,由中科院空天院承建、中科院合肥研究院参与研制的国家重大科技基础设施

2021-08-02

提质增效实现深度减排 “数字能源”与“双碳”目标偕行

科技

近日,随着相关配套政策举措渐次落地,数字化生产、数字化运营和数字化生活正在成为我国社会的新常态。据统计,2020年中国数字经济规模达到

2021-08-02

遇见旗袍是于万千人群中的惊鸿一瞥 沿途洒满了爱的芬芳

旗袍,中国和世界华人女性的传统服装,被誉为中国国粹和女性国服。虽然其定义和产生的时间至今还存有诸多争议,但它仍然是中国悠久服饰文化

北京市电影院有序恢复开放 周五预售部分场次已满座

7月21日,北京市政府发布《北京市电影局关于在疫情防控常态化条件下有序推进电影院恢复开放的通知》,宣布全市低风险地区影院,可于7月24日

近期持续强降雨影响 第46届武汉渡江节因长江水位过高取消

武汉7·16渡江节组委会14日发布公告,由于长江武汉关水位超警戒水位,按照规定取消2020年第46届武汉7·16渡江节。受近期持续强降雨影响,

“非遗”普及受众最看重“动手”参观大师工作室非常享受

过去一段时间,国家级非遗项目灰塑传承人邵成村,多次在陈家祠等工作现场,向身边那些带着好奇目光的人们讲解灰塑的种种技术细节:草根灰、

璧山冷酒夜市 丰富市民夜间文旅活动

7月13日,位于璧山区南门唐城夜市街区的璧山冷酒夜市开街。这是璧山区打造夜间经济消费载体、培育夜间经济活动品牌的举措之一。璧山市民一

相关单位发布关于虎谷峡游客碰撞事故的声明

关于虎谷峡游客碰撞事故的声明2020年8月19日下午约13点30分,在我公司虎谷峡景区,部分游客乘坐下山玻璃滑道时,因突降暴雨、滑速过快,导

旋极信息实控人陈江涛被出具警示函近5.71亿股被司法冻结 公司重大资产重组不顺或"难产"

上市公司旋极信息(300324,股吧)目前似乎面临着一些尴尬的问题:实控人陈江涛被出具警示函,所持近5 71亿股被司法冻结,公司重大资产重组不

宁波高发:公司电子换挡器产品有旋钮式、按键式及怀挡式 目前尚未进入特斯拉供应体系

宁波高发(17 78 -3 32%,诊股)在互动平台回复投资者提问时表示,公司电子换挡器产品有旋钮式、按键式及怀挡式,公司目前尚未进入特斯拉供应

葵花药业实控人被司法机关控制 "关二代"接班公司回购实控人减持玩的什么把戏?

葵花药业(002737,股吧)去年爆出实控人关彦斌因涉嫌故意杀妻事件被司法机关控制,近日有了新的进展。据经济观察网消息,7月16日,葵花药业集

蓝盾股份业绩巨亏近10亿、大股东近100%质押 实控人之一柯宗贵违规减持收监管函

蓝盾股份(300297,股吧)如今的局面可谓是不太乐观,去年业绩巨亏近10,大股东近100%的质押,财报被出具非标,近日公司公告的两则消息对于蓝

皇氏集团半年报:预计净利同比下降100%-86.52%

皇氏集团(SZ:002329)今日发布2020年半年度业绩预告,预告显示,2020年1月1日至2020年6月30日归属于上市公司股东的净利润0万元-200万元,比