449553644 2008-11-2 16:14
天文学家发现“青春版太阳系”
“新太阳”用肉眼可识别，年龄仅8.5亿岁；有助于认识太阳系形成过程
[img]http://www.gmw.cn/images/2008-11/02/xin_481105021012051995422.jpg[/img]
这张天文插画表现了“天苑四太阳系”是现在已发现的离地球最近的行星系。新的观察揭示这个系统有着两条小行星环和一条彗星环（冰球环）。
本周，天文学家第一次证实在太空中存在着别的“太阳系”，也就是像我们的太阳一样，有行星、小行星和彗星围绕恒星运转的系统，而且这个“太阳”是一颗离我们相当近的恒星，近到可以用肉眼看到。
[b]1 近地恒星拥有行星 [/b]
这个太阳系里的“太阳”是一颗叫“天苑四”（Epsilon Eridani）的恒星。这个恒星离我们有10.5光年，大约965亿千米远。“嫦娥一号”的最快速度是10千米/秒，如果以这个速度，飞到天苑四需要304年。但在恒星的世界里，天苑四已经算是离地球非常接近的了，只有8颗恒星比它更接近地球。天苑四是很靠近猎户座腰带的一颗星，在无云的夜晚，用肉眼就能够看到它。 比较起来，天苑四比我们的太阳稍微小点，也冷一点，位于波江座（Eridanus）中。天苑四比我们的太阳要“年轻”得多，它的“年龄”只有8.5亿年，而仅仅地球的年龄就至少有45亿年。 发现“天苑四系统”的研究小组成员、剑桥大学天文学家斯莫·马伦戈（Massimo Marengo）说：“这个恒星现在的样子相当于地球在8.5亿年前的样子，它就像‘时间机器’里的地球。”该小组的负责人、SETI大学天文学家达娜·贝克曼（Dana Backman）说：“‘天苑四系统’的样子可能很像生物开始登陆地球时的样子。”从1960年开始，SETI大学一直在寻找外星智慧文明存在的证据，但总是空手而归。天苑四就是他们的第一批目标之一。他们的研究成果将发表在明年10月10日出版的《天体物理月刊》（The Astrophysical Journal）上。 很多其他的人都在寻找太阳系之外的行星。这些行星都离地球太远，以至于无法直接观察到，所以他们只能用间接的方法观测到。最早被发现的“天苑四系统”行星名叫“气态巨星一号”（Gas Giant 1）。它比太阳系最大的行星———木星还要重好几倍。“气态巨星一号”是在2000年被美国德州的奥斯汀大学天文学家芭芭拉·麦克阿瑟（Barbara McArthur）发现的，她测量了天苑四轻微的摇摆，以证明有行星从它旁边经过。2006年哈勃太空望远镜对天苑四的观察进一步确证了“气态巨星一号”的存在。参与研究的美国德州天文学家弗雷兹·本尼迪克特（Fritz Benedict）说：“我们基本对这颗发现近7年的恒星和围绕它运转的不可见的行星观察了整整三年，精确的制导传感器测量出了此恒星位置的微小变化，此变化相当于在1200千米范围内出现了一个硬币大的变动。”
[b]2 “太阳系”家族聚齐 [/b]
“气态巨星一号”并不是人类发现的惟一一颗太阳系外行星，之前脉冲星PSR B1257+12、天琴座μ星、巨蟹座55及GJ 436等恒星都被证明拥有行星，而在近期的一大发现却让天苑四成为第一个被证明拥有“太阳系”所有“家庭成员”的恒星。 借助美国航太总署的斯派泽（Spitzer）太空望远镜的观察，贝克曼的研究小组发现在天苑四周围有着三圈环带，其中有两个小行星环和一个彗星（冰球）环。之前，还有另外三颗行星被发现有冰块或者石块组成的环带，另外三颗是“北落师门”（Fomalhaut，南鱼座a星）、绘架座β星（Beta Pictoris）和织女星（Vega）。但是，同时被发现拥有行星、小行星和彗星带的系外恒星只有天苑四一个。 研究小组动用了斯派泽太空望远镜上的两个摄像机和一个分光计，用数个红外波段来观察天苑四，已知的外围的彗星环直接成像，同时成像的还有两个小行星环。虽然因为摄像头的直径太小，最内层的小行星环成像不够清晰，但是科学家们仍然可以通过它的红外线温度推测出它的形状和位置。他们知道恒星的红外特征，以及石质的小行星环的红外特征，从而区分出小行星环所在位置。通过分析，可以得知两个小行星环都是由硅酸盐或者岩石质组成的，中间有着放射红外线的小颗粒，每个小颗粒直径只有几微米。 “气态巨星一号”正好处在最内层的小行星环外面，两个小行星环之间，平均距离3.4个天文单位，也就是说是地球到太阳距离的3.4倍。天苑四的摇摆说明“气态巨星一号”的轨道是椭圆形的。但是如果它的轨道真的是椭圆形，那么它将会一次又一次穿过小行星环，这将彻底毁灭它。更合理的解释是“气态巨星一号”的运行轨道是近圆的，而天苑四因为是一颗年轻活跃的恒星，它的摇摆会受到其内部随机运动的影响，并非完全是因为“气态巨星一号”的影响。
[b]3 行星环空隙露玄机 [/b]
在“天苑四系统”中，第一条小行星环处在内层，其中心距离天苑四大约4.5亿千米远，相当于在火星和木星之间的小行星环和太阳的距离。第二层小行星环处在第一层之外，到天苑四的距离大约30亿千米，相当于天王星到太阳的距离。而宽阔的冰环处在第三层，一直延展到“天苑四”的几十亿千米之外，相当于太阳系里冥王星之外的柯依伯带。很显然，在这些小行星环和冰环之间有很大的空隙。 在2002年，美国天文学家奎伦（Alice Quillen）说在相当于“天苑四”的冰带外的位置（当时还没有发现冰带）发现了不一般的大团物质，可能说明在相当于冥王星轨道的地方有一个像土星那么大的行星。研究小组认为，在“天苑四系统”里起码存在三四颗行星。 贝克曼研究小组成员马伦戈说，在“天苑四”外面的“环带”中间有些大空隙，在里面可能物质正在集聚成行星，这种现象在我们太阳系的早期也存在过。他举例说，在土星著名的光环里也有一些空隙，在里面形成了土星的卫星。他说：“我想这些环可能告诉我们在太阳系的行星形成之后太阳系如何变得更‘整洁’”，其原因是行星不断把小星星“吸收”到自己身体上。对于看到处在这个“关键时期”的恒星，马伦戈表示自己感到非常激动。 虽然马伦戈和贝克曼认为天苑四是年轻的太阳系的复制品，但是英国天文学家格里维斯（Jane Greaves）表示，对她来说最令人兴奋的是天苑四系统和太阳系不同，“天苑四有三条小行星环和彗星带，而地球只有两条，这暗示着行星可能会对整个系统的形状起到很大作用，如果那个系统未来会产生生命的话，生命的形式将和地球有很大不同。比如说，小行星和彗星可能会经常劈击那颗行星，所以生命必须非常快地进化才能生存。” 现在，对于系外恒星拥有的行星的认识只能靠推测，未来随着科技的发展，人类可能会真的“看”到它们。加州理工大学教授希伦布兰德说：“斯派泽望远镜只是给出了关于多个小行星环现象的暗示，而且只有对于像天苑四这么近的物体我们才能享受到‘豪华大餐’。以后随着技术的进步，我们可以得到更多的这种‘青春太阳系’的图像。”
[b]■ 链接 [/b][b] 波江座与天苑四 [/b]
人类发现的“新太阳系”的主角叫“天苑四”，位于“波江座”。不熟悉天文学的人可能会觉得晕，“天苑四”应当处在“天苑座”呀，为什么会在波江座？ “天苑四”是中国古人对这个恒星的称呼。在中国的星图系统中，它确实处在“天苑座”。晋书天文志载：“天苑十六星，昴毕南，天子之苑囿，养兽之所也。” 而在西方的星图系统中，天苑座的恒星都属波江座，皆三四等星。波江座是全天第六大星座，它起始于猎户座和鲸鱼座之间，弯弯曲曲向南延伸，一直流到赤纬－50°以南。“波江”一说是水瓶座流出来的水，另一说和太阳神阿波罗的儿子法厄同有关，波江座被认为是他驾驶太阳车的轨迹，或被宙斯杀死后落入的阴间河流。在西方的命名系统中，“天苑四”叫作“波江座ε星”。
新知专题采写/本报记者 刘铮 本专题感谢 朱进（北京天文台台长） 王玉民（中国科学院天文史博士）
[[i] 本帖最后由 seekfor0017 于 2008-11-2 22:06 编辑 [/i]]
chunumuo 2008-11-2 17:22
要是能找到类地行星就好了,有朝一日地球人也可以移民外星球了
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