1.06.2010

[國家地理頻道]01/05外星世界

圖片來源:WA+ER

這次的外星世界是首播,很多這次介紹的行星,之前網路新聞有些有報導過~
最近因為Kapler衛星的發射,所以帶回來許多類似地球的行星照片~
以下是我今天吸收到的:


1. 天鵝座B16 (找不到圖)

此行星環繞恆星的軌跡與一般行星不同,一般行星的軌跡幾乎是圓形的,但此行星環繞的是橢圓形的。

橢圓軌跡


環繞恆星的軌跡是橢圓形會帶來的影響:
(1)會有強烈的四季變化

可參考上圖(實現部份),橢圓軌跡會有近日點遠日點(此圖畫的還不夠明顯),從上面紅線到近日點是由春到夏,到達近日點時,已是上百度,水逐漸乾汗;從近日點到下面紅線,即從夏到秋,溫度開始往適合人類生存的溫度下降,也開始降雨;從下面紅線到遠日點,由秋轉至冬,此時最低溫可達零下160度,海洋全結冰,呈現有如南極洲狀態;然後從遠日點到上面紅線,就是由冬轉春,氣溫逐漸回升至人類生活的溫度,冰山化為海洋。

於是就在猜測這樣的行星存在生命的可能性,可能會有冬眠的生物,或是像潮汐的生物,漲潮前會大量繁殖,持續生存。

(2)適合生活帶

可參考上圖(所標示的紅線部份),當行星進入紅線的範圍時,就是適合生活帶,距離就有如地球至太陽的距離。天文學家說,以太陽係為例,適合生活帶大概就是金星到火星之間,而地球是最佳的距離。

而適合生活帶會因為恆星的大小所釋放的能量而不同,距離沒有一定是地球至太陽的距離。



2. 行星質量體

可以說是星系的哨兵,亦可稱為流浪行星

型成原因→在產生星系的同時,行星相當的多,此時行星間的引力會互相排斥或吸引,被排斥的就有可能被kick out,而離開星系,就像孤兒一樣孤單的在宇宙流浪,通常這一類的行星是沒有恆星的關愛的。

那這樣的行星會有生命的存在嗎?

還是會有的,沒有恆星的熱量來源,並不代表沒有生命!
假設此流浪行星有衛星相伴的話,行星與衛星之間的引力摩擦會產生熱能,亦者是行星在形成之初,大氣濃厚保留住熱能,然後地核所釋放熔岩的熱能又能如溫室效應那樣保留住的話,其實是有可能有生命誕生的,但在這高溫下所存活的生命猜測會是單細胞。



3. PSR B1620-26c
PSR B1620-26c
它是一顆脈衝星行星,也是首個被證實的,該天體位於天蠍座,該行星曾亦被稱為「瑪土撒拉」。會被稱作「瑪土撒拉」是因為在聖經裡有古老、長久之意,剛好此星團已有120億年之久,比地球早生80億年前。

人們至今仍未知這顆行星的由來,但一般認為它原本是屬於白矮星的,不可能屬於中子星,因為這顆中子星在經超新星爆發後,恆星大部分物質在短時間內給炸掉,並塌縮為中子星,在這種情況下,行星定不能維持原來的軌道,因此該顆行星是連同所屬的白矮星,一起給中子星的引力所擄獲,故有2日出兩日落。

圖下為PSR B1620-26c所在星團的位置:
脈衝恆星B1620-26

何謂脈衝星?

通常發生兩顆恆星在近距離相遇的情況是少見的,但這種情況在密集的星團內則常會發生。中子星與行星(例:B1620-26c)原來的主星近距離相遇,並將之擄獲,而中子星原來的主星也可能於這段期間逐步脫離中子星的引力束縛,這顆被擄獲的行星開始膨脹成紅巨星(可參閲恆星演化論)。

一顆較為年輕的脈衝星,其脈衝週期以秒計算,隨著星體本身的持續塌縮,自轉速度會越來越快,每秒鐘動輒可旋轉數百次,這些短週期的脈衝星被分為毫秒脈衝星。又因為該中子星吸取了其紅巨星伴星上的外層物質,使得其脈衝週期縮短至數毫秒,為連星系統的物質轉移提供了有力證據。在紅巨星膨脹期間,它逐步接近並突破了Roche lobe,使它的外層物質被中子星主星吸走。

這些被吸走的物質又出現了複雜且壯觀的效應,其中子星自轉速度給加快,又透過角動量的轉移,這些物質被加熱至能放出X射線的溫度,此放出的輻射非常致命。

從外觀看起來就像是Disco bar的霓虹燈那樣閃爍,這些發送的輻射會分解有機分子,把電子、質子帶出,用極為速度的kick out,就像太陽風那樣。

下圖是PSR B1620-26c的演化過程:
PSR B1602-26c的行成


而在這充滿脈衝星的星團裡誕生的行星,通常會被認為很難有生命的誕生,因為那輻射線非常的致命。



4. HD 23514
所在星團及位置如下
The star HD 23514 所在星團

Surrounding HD 23514

由光譜分析所發現的,在著名的昴宿星團(Pleiades,M45,七姊妹星團)中,類似地球、火星或金星的岩質行星正在形成,或是新近才剛完全成形,具有巨大環狀氣層。

它形成過程很特殊,主要是透過行星或原行星間的劇烈撞擊的碎片塵埃。會有這樣的發現是因為,發現這顆行星周圍有數輛龐大的熱塵粒,比太陽系中的總塵埃量還大上數萬倍以上。

塵埃如何產生?

在行星衝撞的過程中,2顆會因為引力所產生的潮汐力,使2顆扭成蛋形,最後毀滅,完全分解成塵埃。
圖片如下:
HD23514衝撞

塵埃可以形成行星?

是的!塵粒是建造行星的原料,會逐漸累積成彗星或小行星大小的天體,之後又繼續合併累積成原行星,最後才形成成熟的行星。在形成岩質行星的過程中,某些天體會互撞而形成行星,但其他的撞擊事件則往往導致這些天體碎裂;Rhee等人觀測到的正是這些天體碎裂後的碎片。



5. Gliese 581c
Gliese 581c海洋行星
這是一顆我覺得很漂亮的水天體,亦可稱為海洋行星

它比地球大五倍,是2007年所發現的這對天文學而言是個重大的發現,因為類似地球,溫度與地球相似,而且有水,只要有水就代表有生命!在地球上是找不到無菌的水,所以要形成生命的條件,水不可少。

它是一顆充滿水的Super Earth,太陽始終再同一個位置。在無限廣大海洋深層裡,因為有如百萬大氣的壓力下,形成所謂的Ice 7

何謂Ice 7 ?

它是由水經由高壓下所產生的,會形成鹵化物,如岩鹽那樣。跟一般冰塊不同的地方是,它的水分子因為在高壓下會整齊排列,而一般冰塊的水分子是散亂排列的。

前陣子,幾個月前吧?!印象中看到又有發現比地球大十倍的行星了~
這次發現的行星,有水也有陸地,類似地球,因此現在都用Super Earth來稱呼。

Super Earth有三種類型:
(1) 陸地+海洋

(2) 全都是水,如Gliese 581c。
(3) 碳行星

何謂碳行星?

它就是一顆充滿碳>氧的行星,一般的行星是氧>碳的。除了擁有地球所沒有的外星化物質外,還有豐富的地球寶物(充分的礦物等)。

從大氣層進入後,你會發現周圍是黃與黑,沒有所謂的藍天。地面的海水、湖泊,都充滿著烷,呈現都是黃跟黑色,如同油井一樣。下雨形式會有兩種,分別是苯雨丁烷雨

這感覺有點像是活在地球的LA,那裡也是充滿汽車排廢氣(煙霧粒子)所壟罩。

但碳行星通常藏富著treasure,尤其是人人都愛、都想要的鑽石!
純碳在高壓下,就會形成鑽石。



6. 克卜勒衛星
克卜勒衛星
任務:設計來發現環繞著其他恆星之類地行星,簡單說就是想找尋下一個地球。

使用的方法是凌日法,需要重複的觀察到行星從恆星前方掠過的凌日現象,如果是地球大小的行星將會造成恆星的視星等降低0.01%的數量級。亮度減少的程度可以用來推測行星的質量,而由兩次凌日的時間間隔可以推測行星軌道的大小和估計它的溫度

也就是說當行星經過恆星時,光會變暗淡、被擋住,用這方式還推算出行星的大小及距離。



其實,天文學家會之所以不斷的想找出類似地球的行星,除了是人類下一個移居的對象外,生命的發現對他們而言才是最大的驚喜,而這最大的點就在於"當你發現生命時,你卻沒看出生命。"我想生命的演化並非我們所知道及想樣的那樣,它是可以很多樣及不可測的,這就是生命的奧妙阿!

畢竟,生命的演化就是科學故事的開頭!

在未來,天文學家的聖杯(崇大的遠景),即是發現下一個地球!

就讓我們拭目以待吧!!!



參考資料

1. 國家地理頻道 - 01/05 21:00pm 外星世界(首)
2. 維基百科
3. NASA

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