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作者:文/虞子期

纵然国际处在时刻改变之中,但人类的求知愿望和探究才干也在日积月累。尽管,在这个奥秘而巨大的国际国际里,还有许多科学家们至今仍无法回答的疑问。但也经过时刻和侦察,对地球之外的国际有所了解,比方行星体系的生和死。行星和恒星是怎样构成的?咱们又是怎样来到这儿?以及在一颗恒星的生命周期中,会阅历什么?当行星逝世之时,又会遭受怎样的境遇?

一颗星星的诞生需求多长时刻

行将诞生的恒星和行星,都始于一团不可思议的“冷云”,它包括了能萌生全新国际的种子。氢气和氦气分子由于重力而减速,并集合在一同;铁、硅酸盐和富含碳的资料混合构成了尘土,当尘土粒子旋入这些物质的中心结,会将一些气体的能量传送回太空,云会因而变得更冷。伴跟着更多的尘土和气体被吸入其间,云的“口袋”也变得更厚,此刻,一个亮堂的“热球”正在它的中心开端逐步构成,而且在这场重力和气体、磁场的压力对立中,重力正在获得归于自己的成功。

当“婴儿”时期的星星构成后,星系数十亿颗恒星的引力拖拽,或许加快并震动了天然气体,又或是两个云的彼此碰击导致了某些气体的聚结,那些变成扁平状结构的向内螺旋的资料,就成为了吸积盘。当然,也或许是由于一颗巨大恒星的爆破,才导致了构成的恒星云被激烈的物质风吹入,并造成了重生星星的逝世。在同一个进程中,很或许会发在同一个分子云中的几十个、乃至是几千个当地,用浅显的言语可以表达为:分子云就像地球云,雨滴就好比是星星,当来自这些云层的气体崩塌碎裂之后,在0到10万年的时刻里,会构成大批的“婴儿”星星,这也是为什么星星经常会构成一个较大的集体。

在银河系和其他大多数的星系中,最或许构成的恒星类型,巨细是做不到自我保持的。红矮星的质量是太阳质量的十三分之一到二分之一,代表了银河系四分之三的恒星,由于其焚烧缓慢,所以它们的寿数将比现在的国际更长。相对更稀有的类太阳恒星数量,依然占到星系的8%。一颗年青的恒星被称为“原恒星”,直到它可以经过氢聚变反应为本身供电。要成为一个真实的恒星,它有必要自发地交融氢原子构成氦,以释放出巨大的能量。安稳恒星中心,使其中止缩短的整个进程,或许需求大约4千万年。而终究构成的是什么样的恒星?则取决于其可用的资料。

怎样知道磁盘中有无行星构成

重生的恒星,可以从周围旋转的气体和尘土中获取自己需求的营养,然后射出激烈的磁性加快物质流,只需没有另一个恒星体系和它足够近,并发生彼此作用,那么在整个生命周期中,相同的旋转都可以保留在该体系中。在整个体系中,主要是由氢气和氦气组成,而且,气体比气体中的尘土多100倍左右。尘土,关于构成含有碳和铁等元素的行星而言至关重要。其时刻曩昔大约10万年之后,云会开端变得淡薄,此刻就可以显示出两种彻底不同的结构。它们是重生恒星,以及疏松的尘土盘和弥散气体。咱们还可以经过螺旋和空隙,以判别该磁盘中是否由行星构成。

从行星“婴儿”时期一开端的螺旋形状,到行星变大后在磁盘中划出的间隔,科学家们可以经过寻觅磁盘中的特征,了解或许构成行星的当地。比方,ALMA所研讨的奥秘体系TW Hydrae。这个已知的间隔最挨近的恒星,依然有一个间隔它175光年的富含气体的原行星盘;在曩昔几年中,经过对HL Tau恒星的研讨,也提醒了这个磁盘中的空隙,使它看起来像环,或许是“婴儿”行星的脚印,其时的这一发现,也成了该范畴的一次严重腾跃。

行星的构成不到磁盘质量的1%

在磁盘中较冷的当地,冰的细小碎片会附着上尘土,龌龊的雪球可以集合成巨大的行星中心。在这些较冷的区域,答应气体分子减速到足以被吸引到行星上的程度。在愈加温暖的圆盘中,岩石行星在严寒的恒星构成后构成 ,而且没有许多的气体供行星阻止。科学家们曾捕获了年青行星PDS 70b的稀有图画,其500万年的前史,仅占地球年纪的0.1%多一点,它比木星更大,而且依然可以增加。在其圆盘上,经过引力构成了一个很大的空隙,比咱们太阳系中任何行星的温度高。

现在咱们所看到的太阳体系,仅仅那些在初始进程中幸存下来的东西。在咱们前史的开端几百万年里,或许有前期的行星实践搬迁并被太阳吸收。气体的存在,有助于固体资料颗粒粘在一同。尘土团从鹅卵石般巨细,变成更大的岩石,在这个进程中有的土崩瓦解,但其的一部分却坚持了下来。这些是行星的柱石,有时也被称为“星子”。“婴儿之星”仍在抛出极热的风,被质子和中性氦原子的带正电粒子所操控。行星的构成不到磁盘质量的1%,而一旦行星构成,它们就不会一向停留在原地,而且,每个行星体系终究都会像进入中年。

在大约1-10亿年的时刻里安顿下来

假如将咱们地点的太阳系生命周期比方为人的终身,那么现在的太阳系合理中年。在大约一亿到十亿年的时刻里,行星会倾向于在它们的轨迹上安稳下来,而恒星也不会迸发太多。可是,经过科学家们对太阳系外的行星的研讨发现,以七个地球巨细的岩石行星而出名的一颗恒星TRAPPIST-1,构成于54亿至98亿年前的某个当地,巨细为太阳的9%,是一颗极弱小的M矮星,但它比咱们的太阳系更安全。而且,它的一切行星都十分挨近,坐落水星轨迹内。

在咱们的太阳系中,已无法找到巨细与木星相同或更大、轨迹间隔主星更近,而且阅历火热高温的热木星。可是,咱们本来或许有一个被太阳吞噬的热木星,但许多星球会在其他乃至更老的体系中幸存下来。比方,科学家估计年纪为55亿年的HAT-P-65b和预估年纪为47亿年的HAT-P-66b。在环绕其他恒星的其他外来行星中,包括抵达地球质量10倍的大型岩石行星 “超级地球” ,以及被称为“迷你海王星”的小型气体行星。在咱们太阳系的年代,现在看上去是相对安静的,但跟着恒星逐步变老,终究或许会消除它的一些行星。

进入红巨星阶段时轨迹将会扩展

从现在开端,大约60亿年后,咱们的太阳会进入红巨星阶段,中心逐步耗尽燃料,跟着氢气交融减缓,中心将再次缩短。越来越小的中心会加热,然后发动另一轮核反应,以将氦气融入到较重的元素。较热的中心使氢熔化在中心周围资料的“壳”中,恒星深处发生的额定热量,将导致其外层气体胀大。在激烈的阵阵迸发中,病笃的恒星抛出外层的物质,红巨星阶段的完毕,一般也是恒星生射中相对更暴力的时期。

当红巨星失掉质量时,恒星在其行星上的引力会变得更弱,因而它们的轨迹将会扩展,行星的轨迹也或许变得不安稳。在咱们自己的太阳系中,太阳会胀大得太多,以至于它会消融、蒸腾,并吞噬一些内部岩石行星,太阳将会甩掉大约一半的质量。由此,外行星的轨迹也会向外漂移,并在此处沉降两倍,当挨近燃料焚烧寿数的结尾,太阳将变得愈加亮堂,且变得更大,它的直径会变得很大,以至于可以从幸存星球的外表填满天空。那么,太阳和星星会像火焰爆破般的相同逝世,仍是会由于小小的啜泣而溃散?

燃料耗尽、气体排出后的逝世和重生

当时红巨星的中心耗尽了一切的燃料,并将一切的气体排出之后,剩余的密布恒星煤渣被称为白矮星。白矮星被认为是“死”了,由于它内部的原子不再交融,无法发生恒星能量,但为它太热了,所以依然呈现出“闪烁”的状况,终究,它会冷却并从视界中消失。国际中简直每颗恒星终究都会阅历,从红巨星到白矮星的过渡。咱们的太阳,将从现在开端的大约80亿年后到来。尽管极低质量的恒星,需求比现在的国际年代更长的时刻才干抵达。当然,行星也可以出生在超新星。

假如一颗恒星十分巨大,它或许会沿着不同的途径,扩展成一颗超巨星,并终究爆破成超新星,来自超新星的冲击波可以触发新恒星的构成,在逝世之后发明新的生命。尽管,在超巨星周围,到目前为止没有发现有一天会爆破的行星。但这并不意味着他们不在那里,尽管超巨星是十分稀有的,但它的耀眼程度远远超越任何轨迹物体。超巨星包括多层不同品种的原子交融,可以发生巨大的能量输出,仅仅咱们的技能或许还不行先进,所以暂时无法找到它们的行星,超级巨星或许少纵即逝,但他们的爆破在这个事情中起着重要作用。