不同的行星里有什么
系外行星也会下雨?那这雨是怎样的?和地球一样吗?,下面一起来看看本站小编天文在线给大家精心整理的答案,希望对您有帮助
雨滴在外星球和地球并非有天渊之别
即使它们的组成并不相同。
降落在土卫六泰坦的雨由甲烷组成。该照片由NASA卡西尼号土星探测器拍摄于2013年1月(图片来源:NASA/ JPL -加州理工学院/空间科学研究所)
外星雨并非你所想象的与众不同。另一个世界的雨水确实具有异域风情。比如说,在土卫六泰坦上,液态氢划过天空,飞快穿梭河道并且填满了阔大的湖海。
但是全新的说法是那些降落在金星的甲烷微滴、硫酸液滴和组成了木星雨的液态氢,它们确实与溅落在地球上的雨滴普遍一致。
哈佛大学地球与行星科学系的一位毕业生凯特琳·洛夫特斯曾在一份声明中说:“有相当小一部分微滴即使组成成分不同,但它们的大小稳定;它们都是被基础地限制在同样的最大范围内。”
罗夫特斯以及合著者罗宾·华兹华斯模仿雨穿过行星的大气和多种尺寸、气温、组成成分的地球卫星。华兹华斯是哈佛大学环境科学与工程的副教授。
探索者发现在不同星球之间,微滴的最大规模并非相差千里。举个例子,最大的土卫六降微滴量小于地球上最大降雨量的三倍——大约1.2英寸(3厘米)宽,相差大致为0.44英寸(1.1厘米)。
除此之外,洛夫特斯和华兹华斯计算得出,在岩石构成的行星上,只有尺寸小的云滴可以最终溅落在地面上。那些云滴必须有大约介于0.1厘米与几厘米之间的半径,不论它们组成如何,或者是否溅落在地面上。(一公分等于十厘米,相当于2.54英寸。)
地理物理学研究杂志发表了一项最新研究:团队成员提出,有些行星能够帮助研究人员模拟外星球和类地行星的天气循环。
“通过我们思考不同环境下微滴和云获得的见解是理解外星球是否可以居住的关键因素,”华兹华斯在另一种说法中提到。“长期内,它们同样可以辅助我们获取对于地球本身气候的更深理解。”
相关知识
金星是距离太阳第二近的行星,它以罗马象征着爱与美丽的神的名字命名。作为在地球所看天空中仅次于月球的最亮自然物体,金星可以投射阴影并且在广阔的白天也能被肉眼所见。金星比地球的轨道半径小,但是它的最大伸长率是47°;因此,在昼夜循环的维度上,日落前与日落后的几个小时内是它最容易被看到的时间段。有时,在黑夜中它完全已经被看到。金星的公转周期是224.7个地球日。它的会合日长度是117个地球日,同时恒星自转周期是243个地球日。所以它比太阳系其他行星花费更长的时间转动轴,它与除了天王星以外的行星自转方向相反。这意味着在金星,太阳在东边升起、在西边落下。金星没有任何卫星,这是太阳系中它与水星的相同差别。
行星(英语:planet;拉丁语:planeta),通常指自身不发光,环绕着恒星的天体。其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同[1](由西向东)。一般来说行星需具有一定质量,行星的质量要足够大(相对于月球)且近似于圆球状,自身不能像恒星那样发生核聚变反应。2007年5月,麻省理工学院一组太空科学研究队发现了已知最热的行星(2040摄氏度)[2]。随着一些具有太阳大小的天体被发现,“行星”一词的科学定义似乎更形迫切。历史上行星名字来自于它们的位置(与恒星的相对位置)在天空中不固定,就好像它们在星空中行走一般。
太阳系内肉眼可见的5颗行星水星、金星、火星、木星和土星早在史前就已经被人类发现了。16世纪后日心说取代了地心说,人类了解到地球本身也是一颗行星。望远镜被发明和万有引力被发现后,人类又发现了天王星、海王星,冥王星(2006年后被排除出行星行列,2008年被重分类为类冥天体,属于矮行星的一种)还有为数不少的小行星。20世纪末人类在太阳系外的恒星系统中也发现了行星,截至2013年7月12日,人类已发现2000多颗太阳系外银河系中的行星。
BY:Mike Wall
FY:Hawuer
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该圆盘有可能形成许多卫星。
系统的中心有一颗恒星,至少有两颗行星围绕它运行。在这张图片中可以看到 PDS 70c 被一个环绕行星盘(中心恒星右侧的点)包围。
天文学家发现了第一个围绕太阳系外行星的星盘。
令人印象最深刻的行星盘大约是土星环的500倍,环绕着一颗名为PDS 70c的类木星行星。科学家们已经发现了许多围绕遥远恒星的圆盘,并且以前曾怀疑过存在像这样的行星周围有月球形成的圆盘。但据研究人员称,这是第一次明确存在这样的系统。
研究的主要作者、格勒诺布尔大学和智利大学的天文学家 Myriam Benisty 在一份声明中说:“我们的工作中清楚地发现了一个可能正在形成卫星的星盘。”
PDS 70c是距离地球约400光年的两颗年轻的气态巨行星之一。那个星球及其对应的PDS 70b仍处于形成的早期阶段,为研究处于起步阶段的行星和卫星提供了独特的研究机会。
“到目前为止,我们已经发现了4000多颗系外行星,但它们都是在成形的系统中发现的,”马克斯普朗克天文学研究所的研究合著者兼研究员 Miriam Keppler 在同一份声明中说。但目前研究观察到的两颗行星并非如此。“PDS 70b 和PDS 70c形成了一个类似木星-土星对的系统,是迄今为止发现的仅有的两颗仍在形成过程中的系外行星。”
使用位于智利北部阿塔卡马沙漠的欧洲南方天文台 (ESO) 的阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列 (ALMA),科学家们能够测量圆盘的直径,使其与地球与太阳之间的距离大致相同(1个天文单位,大约92955807英里或149597870公里)。研究人员还发现,该圆盘包含的物质足以形成多达三颗月球大小的卫星。
与它的伙伴不同,PDS 70b是无盘的。高分辨率的 ALMA 观测表明,PDS 70b 在早期形成过程中可能因 PDS 70c 缺乏盘结构尘埃。
卡内基科学研究所的合著者兼天文学家 Jaehan Bae 在同一份声明中说:“这些新的观测结果,对于证明迄今为止无法验证的行星形成理论也极为重要。”
科学家们推测,行星在年轻恒星周围的尘埃飞扬的圆盘中建立了自己,在其轨道上开辟路径,并在其运行时吸收物质。随着行星的成长,它可以形成自己的行星盘,继续为年轻的行星提供气体和尘埃。在圆盘内,气体和尘埃粒子也会发生碰撞,形成越来越大的天体,最终形成卫星。然而,天文学家尚未完全了解和见证这些过程。
“简而言之,尚不清楚行星和卫星的形成时间、地点和方式,”ESO 天体物理学研究员、该研究的合著者 Stefano Facchini 在同一份声明中说。PDS 70b 和 PDS 70c的最新观测结果有助于阐明这种形成过程。
研究人员希望能够使用ESO的超大望远镜(ELT)进行再次观测,该望远镜目前正在智利阿塔卡马沙漠的山峰 Cerro Armazones 上建造。
“ELT 将是这项研究的关键,因为凭借其更高的分辨率,我们将能够非常详细地绘制系统地图,”该研究的合著者、哈佛大学和史密森尼学会天体物理中心的研究员理查德·蒂格 (Richard Teague) 说。
BY: Daisy Dobrijevic
FY:杨帆
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见惯了太阳系中按部就班的行星,你是否知道宇宙中还有许多奇特的行星呢?今天,我们一起来见识一下吧。
聚会行星
太阳系中目前有八大行星,它们的运行轨迹互不重叠,而且彼此差距巨大,就像一群一生中从不相遇的陌生人。但在其他星系,有些行星并非如此,它们时常会聚在一起,好似举办着盛大的晚会。
天文学家通过研究美国宇航局的凌日系外行星探测卫星(TESS) 的数据,找到了距离地球约200光年的恒星TOI-178的六颗行星。天文学家曾认为,这颗恒星只有两颗行星,但近期的研究发现了另外四颗。而这六颗行星之所以如此难找,是因为它们常常“相聚”,以至于折射的光线相互重叠,就像同一个星体发出的一样。
TOI-178恒星系的六颗行星
六颗行星中的五颗有着相似的轨道,它们绕TOI-178运行的周期分别为3、6、10、15和20天。这意味着它们时常会对齐,比如第一颗行星绕到第二圈时就会与第二颗行星重叠一次,第三颗行星绕到3/5圈时会遇上第二颗行星等。每当这时,某颗行星的光线被遮挡,天文学家就发现不了被挡住的行星了。
这种现象在太阳系是难以想象的,因为水星、金星、地球和火星的大小和密度相近,一旦它们的轨迹也如此相近,很容易就会发生“碰撞”事故,将彼此撕扯成碎片。而在TOI-178星系中,行星们的大小相差不大,直径大约是地球的1.1到3倍,但密度却相距甚远,有的是类地行星,但它的邻居却是密度仅为海王星的一半的疏松气态行星。这种排列方式允许它们以相近的轨迹运动,而不会相撞。
如果有生物居住在其中一个行星上,它们将常常观赏到日食和“五星连珠”等奇妙的天文现象。
多祖行星
太阳系中所有行星只有一个“父亲”,那就是我们的太阳。但是,如果有的行星绕着多个恒星运转会发生什么事呢?
其实,在宇宙中,两颗恒星距离相近、相绕旋转的现象并不少见,甚至有天文学家认为,双星系统的数量比太阳系这样的单星系统还要多很多。不过绕着多恒星运行的行星并不多见,也许是因为行星在这样的系统中运转实在是“极限运动”,很容易就尸骨无存吧。
美国宇航局的开普勒太空望远镜在寻找双星系统的过程中居功至伟,它曾发现许多个双星系统及其行星,比如在目前已发现的总数不多的双星行星中,它就找到了开普勒-16b、开普勒-47b和开普勒-47c等三颗。双星行星通常不适合生物生存,尤其如果它距离恒星过近的话,比如开普勒-47b。开普勒-47b与主恒星之间的距离比水星到太阳的距离还要小得多,生物生活在这个星球上,会很快死于高温和缺氧。
距离恒星较远,也不见得是一件好事。开普勒-16b绕行的双恒星开普勒-16A和开普勒-16B的质量分别为太阳质量的69%和20%,这两颗恒星彼此距离很近,平均仅为地日距离的五分之一。相近的质量和距离导致它们对开普勒-16b的引力较为接近,因此开普勒-16b就像拔河线,被两颗恒星的引力时而拉向一侧,时而又拉向另一侧。这样,行星的运行轨迹就会不断变化,可能有时离恒星极为遥远,天气变得极寒;时而距离某颗恒星过近,酷热难当。
在多祖行星上生活,将很难见到黑夜,当行星运行到轨道的一端、开始朝着另一颗恒星移动时,这颗恒星会忽然从天空的另一端升起,有时候还能看到多颗“太阳”同时挂在天上的奇特景象。HD-131399Ab距离地球340光年,它同时环绕三颗恒星运行。HD-131399Ab的公转周期是550个地球年,由于它的“父亲”很多,平均半个星球年才会迎来一次落日,也就是说,相当于地球上275年的时间才会看到一次落日。
对舞行星
在我们的太阳系中,大行星彼此远离,又各自被小得多的卫星环绕。科学家认为,这种架构形成的原因是:聚集在环绕年轻恒星的原行星盘中的尘埃团,演化成岩石块;这些岩石块在轨道中大量吸收物质,最终成为行星,剩余的物质则形成了卫星。
可是,依照这个大略的描述,到底怎样的星体能称之为行星,怎样的星体又被称为卫星呢?在行星系统内,行星与卫星按照轨道区分,直接绕恒星的就是行星,绕行星的是卫星。但双星的情形模糊了行星与卫星的区别,如果两颗相互绕行的星球大小非常接近,毫无疑问会被归类于双行星;如果大小差别非常大,则小星体是卫星;而介于前两种情况之间,即两星体大小相当又具有一定区别时,则难以区分开来。
行星HR 5183b的公转轨道十分扁长
比如我们曾经误以为是太阳系第九大行星的冥王星被“开除”行星籍,是因为发现了越来越多的与它质量相当甚至略大于它的星体。在这种情况下,与冥王星质量相近的卫星冥卫一是否还该被称为卫星呢?
2006年召开的国际天文学联合大会确定了冥王星的新身份:矮行星。但迄今为止,冥卫一的定位仍有争议,有人认为它是矮行星,有人认为它是卫星。其实,由于质量差异并不过于悬殊,冥王星与冥卫一的引力中心不在冥王星之上,而是落在这两个天体之外,因此其中一个并不是真正绕着另一个在公转,按照新的行星标准,冥卫一也可被确认为矮行星。这样的话,相互环绕的冥王星与冥卫一将成为太阳系首对确认的双行星,即像跳交谊舞一样互相绕着对方运动的两个行星。
如果在宇宙的某个角落,也存在这样的双行星,且它们都处于宜居地带,比如地球拥有一个孪生兄弟,这两个双星中会不会演化出生命呢?双星及其中的生命又会发生什么有趣的故事呢?让我们期待天文学家更多的发现吧。
回旋行星
行星的运行轨迹总是椭圆形或近圆形的吗?事实并非如此,比如天文学家在距地球约100光年处发现的行星HR 5183b。这颗行星的轨迹就像一个巨大的回力标,呈现出一个极长的环状。如果将这种轨道与太阳系的行星轨道进行对比的话,HR 5183b运行半圈约相当于从海王星之外运行到木星轨道附近,以至于它的公转周期也在45~100个地球年之间浮动,换句话说,HR 5183b的四季及气候是变幻莫测的。
之所以会这样,天文学家推测,HR 5183b附近曾经有一颗不小的星体,它的引力使这颗系外行星发生了偏转。众所周知,巨型行星最初在圆形轨道上形成,与主恒星赤道平面保持一致。随着恒星系统的进化,如果行星的运行轨道被同一个系统中的其他大型天体所扰乱,很可能使其轨道变得越来越不像圆形。
而行星轨道形状的改变还可能更加剧烈。当行星飞速掠过其主恒星时,在每次近距离的交汇中,行星与主恒星彼此之间的潮汐力剧增,行星轨道的近日点和远日点之间受力的不均会导致轨道变得更加扁长。
根据这一规律,天文学家们已测算出近百颗系外行星的轨道倾斜角,其中36颗行星的倾斜角超过20度,以狭长的椭圆形绕其主恒星运行。但迄今为止,HR 5183b仍是天文学家发现的唯一一颗以如此极端的轨道绕其主恒星运行的行星。
宇宙很大,其中的星体也具有各式各样的奇特之处,远超人类的想象,这正是宇宙探索让人着迷的原因吧。
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