开普勒探测器发现众系外行星,挑战现有理论
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我们现有的太阳系行星形成理论还能解释系行星的形成么?这成了困扰科学家们的最大的问题。的确,随着开普勒系外行星探测器的发射升空,人们将发现更多的系外行星,但随之而来的系外行星形成原因,却成了困扰。例如,宇宙存在着大量的热木行星,却在现有的理论范围之外。这将导致科学家重新审视现有的理论结构,重新回到起点进行推演。与此同时,一些新的观测计划也就在不久得将来实现,比如光学引力透镜实验IV(OGLE-IV)探测器即将全面开始运作以及新一代的WISE空间观测天文台将使用更加成熟的微引力透镜进行系外行星观测。
尽管目前最先进的开普勒系外行星探测器能在一定程度上提升了对系外行星的观测发生力度,容易发现距离地球较远且质量较低的行星,但是也只能发现距离恒星较近的行星。
有一种用于发现系外行星的新技术,即引力微透镜法,用该方法发现的系外行星质量已经能降至10倍地球质量,且这类系外行星的轨道距离其恒星系统也较远。根据这个方法,一个天文学家小组公布了用于发现系外岩质行星的范围。这个新发现对于系外行星的探索理论是非常重要的。
天文学家使用引力微透镜法发现了13颗系外行星,最新的一颗编号为MOA-2009-BLG-266Lb,通过精确的计算,发现其质量大约只有地球的10倍,公转轨道在3.2个天文单位(一个天文单位为1.5亿公里),而其所在的恒星系统中,恒星的质量大约只有太阳质量的一半。
依据此行星形成理论模型,标准形成质量将达到10倍的地球质量,并在形成初期具有较大的固态物质聚集,而在这个过程中,可进行较慢程度的气体吸积,如果这个过程过快,过于迅速地积累行星材料,其大气结构将变得厚重而崩溃,这个循环的加速将导致这颗行星成为一颗气态行星。这个行星形成理论模型能否具有广泛的普适性还需要进一步的结合天文观测。通过对与邻近行星系统的对比,判断理论是否符合观测。
天文学家所期待的情况已经被开普勒系外行星探测器所发现的超过500个系外行星观测报告所在证实。此外,发现了较多的低质量行星,支持了在行星形成初期如果没有较低的温度形成固态物质,将在很大程度上阻止行星形成的假说。