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太阳系或存在过超级地球:因无法摆脱太阳引力被吞噬

北京时间4月29日消息,近期一项研究显示,至少一颗“超级地球”——体积大于地球,小于海王星的行星——曾经在靠近太阳的地方出现过。随着时间推移,这颗假想的行星可能将运行区域内所有碎片都清扫一空,之后,它可能因为无法摆脱太阳的引力而被后者吞噬。 论文作者称,尽管只是基于模型演算的结果,但这一假说可以解释为什么水星轨道与太阳之间如此的“荒凉”。

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超级地球“开普勒-69c”的艺术想象图

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太阳和太阳风层探测器于2006年拍摄的水星凌日现象

“超级地球可能在太阳系中形成的唯一证据是,该区域内什么东西都没有,甚至一块石头也没有,”论文第一作者、内华达大学拉斯维加斯分校助理教授丽贝卡·马丁(Rebecca Martin)说,“因此它们可能就在那里形成,然后清扫了所有固体物质,但随后又被太阳吞没。”

对太阳系外行星的观测表明,“超级地球”形成的位置可能有两种:一种是你现在观察到的位置,即原位形成;另一种则是远离被观测到的位置,它们会随着时间推移进行长距离迁移。如果是原位形成,超级地球必须在一个形成中的行星系统——称为“原行星盘”——中,慢慢吸收“死亡区”(dead zone)里的碎片,逐渐壮大。这一过程只有在该区域内存在大量扰动的情况下才会发生,由周围物质的磁场为其提供能量。

“死亡区的范围必须足够大,要能在原行星盘的整个寿命中一直存在,”马丁补充道,“由于不同系统具有不同的死亡区大小,其内部区域中(超级地球的形成)不一定都会出现,因此两种形成位置都有可能。”

对于已经观测到的超级地球,研究者指出,两种不同类型的出现还取决于它们的密度。原行星盘较外围形成的行星可能密度较低,因为水和其他挥发物质在原行星盘外部的低温环境下会冻结。越靠近中心的行星则密度越大。

那么,我们所处的太阳系又是如何呢?研究者推测,超级地球在水星轨道之内原位形成,并且吸收了区域内所有的物质碎片。“如果原行星盘的温度够低,那它们迁移并被太阳吞没的时间尺度就会足够短,可以在原行星盘的寿命范围内发生,”丽贝卡·马丁说道。不过,对此观点还需要更多的研究佐证。

目前,该研究的结果已经被《天体物理杂志》(Astrophysical Journal)接收,并可以在Arxiv获取在线版。

[整理:CALONYE]

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