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巴纳德星行星系存在的确证

【摘要】:最熟知的例子是巴纳德星,它的质量只有太阳质量的1/7,因此,如有一颗相当质量的行星绕它旋转的话,那么,它将显示出比像太阳那样的恒星更强地摆动。基于时间跨度达50年的巴纳德星的照片,天文学家认为它有两颗接近于木星质量的卫星,但另外一些天文学家并不相信。为了认识宇宙中的生命,应当欢迎对上述想法给予确证,从而证实在巴纳德星和其他恒星周围有行星系存在,但这并不是十分紧要的。

其他的行星系统

现代的观点认为,太阳系是太阳发展变化的必然结果。既然太阳无论如何决不是一颗罕见的恒星,那么,有理由猜测别的恒星也会伴有行星系统。

上述观点已为观测到的恒星自转速度所证实。它们的自转速率可由多普勒效应测出。人们发现:质量小于或等于太阳质量的恒星自转较慢,就像太阳那样,太阳完成一次自转要价星期。较重的恒星自转较快。这种差别的原因何在?

按照流行的观点,在每颗恒星刚刚形成之时,它就具有很大的角动量。太阳自转慢的原因是:太阳系几乎所有的角动量都集中在行星上,太阳占有的不足1%。假如太阳具有太阳系全部的角动量,它可能会与较重的恒星旋转得一样快。所以,可以推测,那些恒星之所以转得慢,是因为它们附带的一大群行星吸取了大部分有效角动量。这一推测得到恒星间结构差异的支持,质量与太阳差不多的恒星比较来删、而冷,质量大于太阳的恒星大而热。这些差异导致小质量恒星从原恒星到它周围的盘状物之间角动量的传递应该更有效。

在包括太阳在内的恒星星系(银河系)中,大约有1000亿颗恒星的质量与太阳不相上下,自转速率也差不多。这些恒星中的一部分肯定也具有行星系。如果这部分恒星的比例较大,则在星系中,行星的总数将大于或等于恒星的总数。如果所占的比例较小(不妨说千分之一),那么,行星的总数仍可达10亿颗左右。宇宙中有几十亿个星系。宇宙中行星数的上限可达10万亿亿颗,即使设想得较为保守,其下限也达100亿亿颗。(www.chuimin.cn)

如果行星真是如此普通的天体,为什么在我们的太阳系中只发现了9颗?有3个相关的因素妨碍我们辨认从属于别的恒星的行星。第一是距离,离我们最近的恒星比冥王星的距离还要远几千倍,而冥王星已很难被发现了。第二,行星不是靠自身发光。而是靠反射别的光而发亮的,所以,它们与母星比起来显得非常暗淡,根本不可能直接看到。第三是大小,行星必定相对地小于恒星,这是因为如它们大小相同,则行星早就发展成为恒星了。事实上,有些恒星确实是从行星转变而成的,就像已知由两颗恒星组成的双星,如地球与月球那样,分别绕对方旋转(当然,双星的成员也可能拥有行星,正如太阳系的行星拥有卫星一样,有的卫星还是很大的)。行星太小了,以致不可能在恒星那么远的距离上看见我们。行星的质量很小,以致它们在绕母星旋转的轨道上发生的摆动几乎觉察不出来。

“用几乎觉察不出来”一语是必要的,因为对若干颗近邻恒星似乎已检测到了某种摆动。这种情况下的恒星质量比太阳质量小,当行星在它的轨迹上游移时,行星的万有引力使恒星轻微振荡,这种恒星的质量估计大于或等于木星的质量。最熟知的例子是巴纳德星,它的质量只有太阳质量的1/7,因此,如有一颗相当质量的行星绕它旋转的话,那么,它将显示出比像太阳那样的恒星更强地摆动。基于时间跨度达50年的巴纳德星的照片,天文学家认为它有两颗接近于木星质量的卫星,但另外一些天文学家并不相信。

为了认识宇宙中的生命,应当欢迎对上述想法给予确证,从而证实在巴纳德星和其他恒星周围有行星系存在,但这并不是十分紧要的。宇宙中还有那么多恒星,很难想象只有我们这一个太阳具有行星系。其他行星数目究竟是几万亿亿,还是几十亿,其实并不很重要。重要的是这些行星的性质应该符合美国天文学家H.沙普利所说的“幸运的必要条件是:离恒星适当的距离,近似圆形的轨道,特有的质量,宜人的大气层以及适当的自转周期,这些都是我们在地球上已知的生命存在的必要条件。”的确,在别处存在生命的这些前提,不太可能在不久的将来就被考证出来,但是,对于这些前提,目前尚未发生激烈的争论。