剩下的是一个炽热、熔化的行星内核和一团旋转、发光的尘埃和碎片云。
图像:uux.cn/马克·加尔利克据美国宇航局(切尔西·高德):发现:一团发光的宇宙云揭示了一场灾难性的碰撞。
关键事实:即使在我们自己的太阳系中,科学家们也看到了很久以前巨大的行星碰撞的证据。
剩余的线索,如天王星的倾斜和地球卫
【菜科解读】
这幅插图描绘了两颗巨大系外行星碰撞的后果。
剩下的是一个炽热、熔化的行星内核和一团旋转、发光的尘埃和碎片云。

图像:uux.cn/马克·加尔利克据美国宇航局(切尔西·高德):发现:一团发光的宇宙云揭示了一场灾难性的碰撞。
关键事实:即使在我们自己的太阳系中,科学家们也看到了很久以前巨大的行星碰撞的证据。
剩余的线索,如天王星的倾斜和地球卫星的存在,都指向我们遥远历史中的时代,当时我们恒星附近的行星猛烈撞击在一起,永远改变了它们的形状和轨道位置。
科学家在太阳系外观察遥远的系外行星时可以发现类似的证据,即在整个宇宙中,行星有时会坠毁。
在这项新研究中,这种撞击的证据来自一团具有奇怪波动光度的尘埃和气体。
详细信息:科学家们在观察一颗年轻的(3亿年前的)类似太阳的恒星时注意到了一些奇怪的现象:这颗恒星的亮度突然大幅下降。
一组研究人员看得更近一些,他们发现,就在这次下降之前,这颗恒星的红外光度突然上升。

在研究这颗恒星时,研究小组发现这种光度持续了1000天。
但是在这一明亮事件发生2.5年后,这颗恒星意外地被某种东西遮蔽了,导致亮度突然下降。
这次日食持续了500天。
该团队进一步调查发现,光度峰值和日食背后的罪魁祸首是一个巨大的发光气体和尘埃云。
突然出现的月食云最可能的原因是什么?研究人员认为,两个系外行星之间的宇宙碰撞,其中一个可能含有冰。
在一项详细描述这些事件的新研究中,科学家们提出,两颗质量从几个地球质量到几十个地球质量的巨大系外行星相互撞击,产生了红外尖峰和云。
像这样的碰撞将完全液化这两颗行星,留下一个被气体、热岩石和尘埃云包围的熔化核心。
碰撞后,这团云仍然保持着碰撞后炽热、发光的残余物,继续围绕恒星运行,最终移动到恒星前面并使恒星黯然失色。

有趣的事实:这项研究是利用美国国家航空航天局现已退役的WISE任务的档案数据进行的——该航天器继续以NEOWISE的名称运行。
这颗恒星是由地面机器人巡天ASAS-SN(超新星全天空自动巡天)在2021年首次探测到的。
虽然这些数据揭示了这次行星碰撞的残余,但像美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜这样的望远镜仍然可以看到这次碰撞的辉光。
事实上,这项研究背后的研究团队已经在提出与韦伯一起观察该系统的建议。
发现者:这项名为行星碰撞余晖和由此产生的碎片云过境的研究于2023年10月11日由主要作者马修·肯沃西和21名共同作者发表在《自然》杂志上。
比如说有人就提出了这样一个问题:既然木星是气态行星,那如果把木星上的气体全部吹走,会有什么结果呢?下面我们就来讨论一下。
首先要讲的是,所谓的气态行星并不是指全部是由气体构成的行星,而是指不以岩石或者其他类型的固体为主要成分、没有确定的固态表面的行星,也就是说,气态行星也是可以拥有固态核心的。
那么木星到底有没有固态核心呢?其实这个问题的答案也是科学家们很想知道的。
尽管以人类当前的科技水平,暂时还不能直接进入到木星深处去直接探索,但通过探测器在木星附近收集到的数据,我们还是可以间接猜测出木星的内部结构。
如上图所示,在探测器飞越木星的过程中,其发出的无线电信号会因为木星的引力变化而出现细微的多普勒频移,通过大量对照探测器的实际轨道和理论轨道的差异,就可以构建出木星的重力场模型,进而猜测出木星内部的质量分布。
科学家根据“先驱者10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”、“伽利略号”、“朱诺号”等多个探测器传回的数据猜测出,木星很可能存在一个由重元素构成的固态内核,其质量在地球的12倍至45倍之间注:这里的重元素是指比氢和氦更重的元素。
因此科学界普遍认为,木星应该有一个致密的固态核心,其外包裹着大量的氢和氦注:木星主要由氢和氦构成,其中氦占其质量的大约4分之1,其他的绝大部分都是氢。
由于随着深度的增加,木星上的物质会逐渐变得更热、也更致密,因此木星的结构应该是:最外层是气态的氢和氦,当深度增加到一定程度时,氢和氦就以液态存在,而在更深的位置,极端的压强会将氢原子中的电子“挤”出来,使得它们像金属一样可以导电,这种状态的氢也被称为“金属氢”,在此之下就是木星的固态核心大概如下图所示。
据此我们可以得出,木星上层的气体一旦消失,木星上的那些原来处于高压状态下的液态氢、液态氦以及“金属氢”都会因为失压而转变成气体,在这种情况下,如果把木星上的气体全部吹走,其结果就是木星会失去几乎所有的氢和氦,只剩下一个比原来小得多的固态核心。
值得一提的是,虽然我们人类目前并没有能力把像木星这样的气态行星上的气体全部吹走,但宇宙中那些能量巨大的太阳却可以做到。
从理论上来讲,假如一颗气态行星与其主太阳的距离太近,它的气体就会被主太阳不断地剥离,久而久之,这颗气态行星就会只剩下一个固态核心如果它有的话,科学家给这种奇特的天体起了一个奥秘的名字——“冥府行星”Chthonian planet。
有意思的是,我们有可能已经发现了一颗“冥府行星”。
这颗星球被命名为“TOI-849b”,距离地球大约730光年,由“凌星系外行星巡天卫星”TESS于2020发现,其主太阳被命名为“TOI-849”,是一颗与太阳相似的黄矮星。
观测数据表明,“TOI-849b”的体积与我们太阳系中的海王星差不多,但它的质量却大约是海王星的2.3倍,地球的39.1倍,密度约为5.2克/立方厘米,与像地球这样的岩石行星相当。
另一方面来讲,“TOI-849b”距离它的主太阳非常近,以至于其表面温度可以高达1530摄氏度左右,并且大约每18个小时,它就会完成一次公转。
所以我们可以做一个合理的猜测,“TOI-849b”曾经是一颗与木星相似的气态行星,后来因为某种原因迁徙到了距离其主太阳非常近的轨道,在此之后,它的气体就持续地被主太阳“吹”走,最终演化成了一颗“冥府行星”,而这也很可能就是木星上的气体被全部吹走后的结果。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。
比如在太阳系内,水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星就是属于行星,而冥王星,则和谷神星、阋神星、鸟神星等一起属于矮行星。
穿越木星在太阳系内,位于火星和木星轨道之间还存在着数以十万计的小行星,我们称为小行星带。
当然,我们人类最为关注的还是八大行星,我们根据八大行星的物理性状可以分为两类,一类是和地球一样具有固体表面,岩石行星,称为类地行星,包括水星、金星和火星。
太阳系示意图另外一类就是和木星一样,是有气体来组成的行星,在太阳系内包括木星、土星、天王星和海王星,这些行星和类地行星来比,通常具有体积和质量更大,但是由于是气体组成,所以往往平均密度较小。
那么,既然木星是气态行星,那么我们人类发射的航天器,包括宇宙探测器,或者将来有可能发射的宇宙飞船,能不能直接穿过木星?太阳系八大行星目前来看,人类发射的航天器很难穿越木星,我们这里假设我们从木星的中心穿过。
虽然木星是一颗气态行星,那只是表明木星的主要组成成分是气体,主要是氢和氦,从木星的结构来看,最外面是包围整个木星的大气层,充满着气体,而且在不停的运动之中,形成气体旋涡,比如著名的“大红斑”。
木星南极洲而在木星大气层之下,随着越往木星内部,压力越来越大,气体被不断压缩,形成了液态金属氢,这需要的压力相当于25万个地球大气压,我们要用什么材料才干承受这种压力呢?如果再往木星内部前进,到了木星的中心,我们猜测虽然木星是一颗气态行星,但是其中心是有一个岩石核心,由硅酸盐和铁来组成。
所以在物体状态下,木星内部的高温、高压,以及岩石内核都不支持航天器穿越它。
木星内部结构木星在行星分类上,是一颗气态行星,但是这里的气态,并不是我们地球上所想象的像我们的大气层一样的气体。
我们知道,就算是地球上的大气层,当天宫一号从宇宙坠落,经过大气层时,也会因为剧烈摩擦而燃烧,更何况是更为稠密的木星大气层,所以,以目前的人类技术,别说穿越木星,连木星大气层这一关都过不了。
木星探测器“朱诺号”人类的认知是有限的,我们只能在现有的条件下进行假设,就像农业社会时期的人类,也无法想象现在的互联网时代。
那么,我们说无法穿越木星,也是基于当前的认知,说不定在将来,人类科技进步,就能实现。
朱诺号发射升空