没有木星级行星 即具有大质量彗星带=水?

行星系统Gliese 581。(图/引用自台北天文馆网路天文馆网站)

国际中心综合报导

天文学家利用赫歇尔太空望远镜在两个邻近的行星系统中发现巨大的彗星带,这两个行星系统中都仅有地球级到海王星级的中质量外行星。这些天文学家怀疑,可能与太阳系类似,这个庞大的彗星仓库可以将水携带到最内侧的行星上,在这些行星表面形成海洋

先前利用赫歇尔太空望远镜所做的其他研究中,天文学家发现南鱼主星北落师门(Fomalhaut)周围浓厚的尘埃带很可能是经由彗星彼此撞击的碎屑来维持它的存在。在最新的研究中,天文学家检视GJ 581和室女座61星(61 Vir)的行星系统,也在它们周围发现大量彗星碎屑。赫歇尔太空望远镜侦测到它们周围有温度摄氏200度以下的低温尘埃,经估算,这些行星系统中的彗星数量至少比我们太阳系的古柏带(Kuiper Belt)还多10倍以上。

GJ 581,或全称Gliese 581,是颗银河系中最为常见的M型低质量矮星。先前的研究曾指出这个行星系统中至少有4颗行星,其中一颗还位在水可为液态的适居区中(如上图)。至于室女61这个质量比太阳稍小一些的恒星,则拥有2颗已确认的行星(如下图)。这两个行星系统中都含有所谓的「超级地球(super-Earth)」,质量介在地球质量的2到18倍之间。但天文学家觉得最有趣的,却是这两个行星系统中居然都缺乏木星级到土星级的气体巨行星。

▼室女座61星(61 Vir)。(图/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)

太阳系早期曾引发数百万年之久的剧烈撞击事件

一般认为,原本曾有彗星高度集中的古柏带,受到我们太阳系中的木星和土星的强大重力影响,而被偏离轨道,往太阳系内侧而去,在太阳系早期引起一场持续了数百万年之久的剧烈撞击事件。而赫歇尔的新资料给了天文学家一个新线索:太阳系有气体巨行星,和一个相当稀疏的古柏带;然而,缺乏巨行星、只有低质量行星的系统却拥有丰厚得多的古柏带。天文学家认为:由于这些系统缺乏木星级行星,使得它们免于遭受剧烈撞击事件,取而代之的,是一场长达10亿年之久而和缓的彗星雨。

GJ 581约为20亿岁。对于像GJ 581这样年龄稍大的恒星而言,它有足够的时间经历这个长期但和缓的彗星雨,因此彗星能将大量水运载到最内侧的行星上,特别是那些位在恒星适居区内的行星上。换言之,这些行星极有可能有机会发展出一个全球性的海洋。

为了制造出如赫歇尔观测到数量如此庞大的尘埃,彗星之间的碰撞是必然得要发生的;这些彗星会发生碰撞,可能是被靠近尘埃盘的海王星级行星所触发。经由电脑模拟,结果显示两个行星系统已知的海王星级行星都无法胜任这个「点火」的工作,但若有类似大小的行星是位在离母恒星远一点的地方,那就可能是那个引发彗星互撞的始作俑者。可惜的是,到目前为止,还没有办法预测区域内侦测到这样的行星。(文/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)