自带防御机制:为了保持安全距离,小行星会被它的主星“踢”一脚

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太阳系不是一个安全的地方,特别是对于那些年轻的星体来说。还未步入青春期的行星还在形成的阶段,由于巨大的引力作用围绕着一颗巨大的、像太阳一样的恒星沿着轨道运行。但是是什么让这些脆弱幼小的行星和它们的主星保持一定距离,避免成为主星致命的能量辐射的受害者?

一组天文学家着手去研究这个秘密以求得到答案,他们发现一个宇宙防御机制给婴儿行星轻轻“一踢”来保护它们不会掉进它们的主星。他们的研究结果在周四被发表到《天文学和天体物理学》杂志上。

这项工程背后的团队首先对行星形成的环境产生了兴趣,马里奥·弗洛克博士——在马克斯·普朗克天文研究所的调查员,在美国宇航局喷气推进实验室的博士后学者,也是这项研究项目的第一作者——告诉我们。

“一些星体在一个确定的距离堆积,”弗洛克说。“很明显,行星是在那里形成的,并且被困到了那个地方,在这里,可以保护年轻的行星免受坠落到恒星里的伤害。

弗洛克团队的工作受到来自开普勒天文望远镜所观察到的现象的启发——大量行星和地球一样围绕它们的像太阳一样的恒星在很近的距离运转。

和我们的太阳一样的恒星,脱离于星云中的气体与尘埃,留下一个满是剩余物质的星盘,行星就是在这里形成的。因此,由于在他们生命中的前几百万年间,行星都被气体所包裹。如果行星要是离它的主星太近了,它周身的高气压便会于这颗恒星此刻没那么高的气压发生反应。“这个物质踢了行星一下……就像踢了一颗球,”弗洛克说。“如果这颗行星想要靠得更近,那么他就会被踢开。”

这个防止行星继续靠近恒星的过程大约发生在距离类太阳恒星和那些还在生命周期前1000万年的行星之间的一个天文单位的距离上,也就是从地球中心到太阳中心的距离——大约9296万千米。然后,围绕这颗行星的大气物质将开始消散,在一个不会突然与主星离得太近的位置,这颗行星将会最终成型。

这个研究表明,恒星有另一个使行星远离的方法——将它们推离自己的运行轨道,有时会送它们飞向太空。

团队注意到,这些鹅卵石状的,更小一些的石头,弗洛克将它们描述成“行星的基石”,并且发现当这些小石头试着跟上与低气压恒星近了0.1个天文单位的快速轨道时,它们就会被弹射出这片区域。

“尽管行星不会迁移到这里,仍可能由这些卵石陷阱组成行星,”弗洛克说。“我们给出了这一切发生的确切位置。”

这一发现给我们的太阳系提出了一个问题:为什么我们没有一颗处于行星形成得最佳地点的,与太阳更近的类地行星?

其实,根据弗洛克说的,我们可能有过这么样的一颗行星,但是它很可能在它幼年期被我们的太阳系给甩出去了。

“我对那非常感兴趣,”弗洛克说。“这样说有些早了,但是这的确是一个很好的想法。”

文章摘要:

内容:在短期轨道周期内最新探测出的系外行星数量的增加,使得关于行星形成和迁移的历史问题浮现出来。行星形成和迁移很大程度上取决于原行星盘的结构和动力作用。一个由开普勒飞行任务所得出的关键结论之一而产生的谜题需要得到解释,也就是说,F,G,K和M星在轨道周期高达十天的行星出现数量有所增加。

结论:这样一个周期与在多行星体系中预计可能出现内层行星的位置吻合,也与来自开普勒在十天内的样本展示关于行星出现率的突破吻合。尤其是,小颗粒磨损模型建立了一个位于十天轨道周期的模型,而模型在大约十七天的轨道周期内显现出了数量很多的小颗粒陷阱。雪线位于1.6天文单位,接近巨大行星出现率的高峰。我们的结论是,尘埃升华区对于形成近距离行星而言至关重要,特别是当考虑到紧密堆积的超级地球系统时。

作者: mintericc

FY: Passant Rabie

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