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“年轻版太阳系”拥有两个小行星带

发布时间:2019-03-21 21:46:44

天文学家近日发现,离太阳系很近的波江座ε(Epsilon Eridani)系统拥有由两个岩石小行星带和一个外层冰带构成的三重环带系统。其中,靠内的小行星带与太阳系中的十分相似,相比之下,靠外的小行星带中的质量要大20倍。此外,新的发现或许意味着,还有人类未发现的行星在限制和塑造着它们。相关论文将发表在2009年1月10日的《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal)上。
 
尽管比太阳略小、略冷,但波江座ε这颗恒星还是与太阳十分相像,它也是为数不多的距离太阳系很近(排名第九)且拥有行星的恒星。波江座ε与地球的距离约为10.5光年,用裸眼就能看到。不过,该恒星比太阳年轻不少,大概年龄为8.5亿年(太阳约为46亿年)。
 
在可比较的年代范围内,波江座ε及其行星系统表现出了与太阳系惊人的相似性。论文合著者、美国哈佛-史密森天体物理中心的Massimo Marengo说,“研究波江座ε就像通过一台时间机器看我们太阳系年轻的时候。”论文通讯作者、地外文明搜寻(SETI)研究所的Dana Backman也认为,“该系统看起来或许很像生命最初在地球上扎根时的太阳系。”
 
太阳系在火星与木星之间有岩石小行星带,它距离太阳约3个天文单位(AU,1天文单位为日地间平均距离),总质量约为月球的1/20。在最新研究中,利用NASA施皮策空间望远镜,研究小组发现,在距离波江座ε约3AU的地方,也存在一个同样的小行星带。此外,在距该恒星20AU的地方还有一个小行星带,它的质量与月球相当。
 
此前天文学家发现,与太阳系最外层的库珀带类似,距波江座ε约35至100AU的范围内延伸着冰带物质,不过其质量约为库珀带的100倍。
 
理论学家推测,当太阳在8.5亿岁时,它的库珀带应该与波江座ε现在的冰带看起来很像。而从那时开始,绝大部分的库珀带物质流失出去,一部分摆脱太阳系,另一部分则在约39亿年前的“后重轰炸期”(Late Heavy Bombardment)事件下,投入了太阳系内部行星的怀抱。研究人员认为,波江座ε未来也有望经历类似的“大清理”。Marengo表示,“由于该系统与年轻的太阳系非常像,因此可以猜想它也会有相似的演化过程。”
 
值得一提的是,施皮策发回的数据显示,围绕着波江座ε的三个环带间存在间隙。最佳的解释就是存在一些未知的行星,通过引力在限制和塑造它们,正如土星的卫星约束着土星环一样。
 
Marengo说,“行星是解释我们发现的东西最容易的方式。”研究人员预测,质量介于海王星和木星间的三颗行星可以完美的吻合最新观测结果。此前的研究已经侦测出了最内部环带附近的候选行星。不过,最新研究排除了当时关于其高椭圆轨道的推测,因为如果是这样的话,这颗行星的引力破裂(gravitational disruption)将清除新发现的靠内小行星带。
 
研究人员认为,第二颗行星应该隐藏在靠外的小行星带附近,而第三颗应该在波江座ε冰带的靠近内边缘,也就是大约35AU的地方。未来的研究将验证这些推测,并且揭开人类目前未见的世界。


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