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加州大学洛杉矶分校新闻

其他太阳系的卫星揭示了像海王星和木星这样的行星

行星-卫星系统,如地球和月球,与双星系统有什么不同两颗行星以宇宙的方式相互环绕?

我是一名天文学家,对围绕附近恒星运行的行星和气态巨星很感兴趣木星,土星,天王星和海王星在我们的太阳系-是最大和最容易被发现的行星。在充满气体的大气中,巨大的压力意味着它们不太可能适合生命生存。但是环绕这些行星运行的岩石卫星可能有更适宜的条件。去年,天文学家发现了一个行星大小的外星系,它围绕着太阳系外的另一颗气态巨行星运行。

在一篇新论文中,我认为这颗外星系确实是被捕获的行星。

是第一个被探测到的“外星球”真的一个月亮吗?

真正的地球类似物,即围绕类太阳恒星运行的类似物,即使用凯克大型望远镜也很难探测到。如果主恒星的质量更小,任务就更容易了。但是,行星必须离恒星更近才能有足够的温度,而恒星的引力潮汐可能会使行星处于永久热面和永久冷面状态。这使得这些行星作为可能孕育生命的潜在地点的吸引力降低了。当环绕类太阳恒星的气态巨行星拥有多岩石的卫星时,这些卫星可能是更有可能发现生命的地方。

2018年,哥伦比亚大学(Columbia University)的两位天文学家报告了对外星系的首次初步观测一颗卫星绕着一颗行星运行,而这颗行星本身也绕着另一颗恒星运行。一个有趣的特征是,这颗外行星开普勒-1625b-i比我们太阳系中发现的任何卫星都要大得多。它的质量与海王星相似,运行的行星大小与木星相似。

天文学家预计,像木星和土星这样的行星的卫星的质量只有地球的百分之几。但是这个新的外星系几乎比我们太阳系的相应天体大一千倍像木卫三和土卫六这样的卫星分别围绕木星和土星运行。用目前的月球形成模型很难解释这么大的卫星的形成。

在我开发的一个新模型中,我讨论了这样一个巨大的外星系是如何通过一个不同的过程形成的,它实际上是一个被捕获的行星。

所有的行星,无论大小,一开始都会聚集成小行星大小的星体,形成一个岩石内核。在行星系统演化的早期阶段,岩石内核仍然被母星形成时遗留下来的气体盘所包围。如果一个核心能以足够快的速度增长到相当于10个地球的质量,那么它就会有足够大的引力把周围空间的气体吸进来,并长到木星和土星那么大。然而,这种气体的积累是短暂的,因为恒星正在消耗盘中的大部分气体,包括新形成的恒星周围的尘埃和气体。

如果两个岩心靠得很近,它们就会争夺岩石和天然气。如果一个核心变得稍微大一点,它就获得了优势,可以为自己捕获附近的大部分气体。这样一来,第二具尸体就没有更多的气体可供捕获了。它的邻居的引力越来越大,把这个较小的天体拉进了卫星的角色,尽管它是一个非常大的卫星。这颗曾经的行星现在变成了一个超大尺寸的卫星,围绕着在气体捕获竞赛中击败它的行星运行。

作为历史回顾的残余核心

在这种情况下,被捕获的行星不太可能适合居住。成长中的行星核心有气体包层,这使它们更像天王星和海王星木星是由岩石、冰和气体混合而成的,如果不是被它的大邻居粗暴地切断,它就会变成木星。

然而,还有其他一些几乎同样有趣的暗示。研究巨型行星的核心非常困难,因为它们被埋在几百个地球质量的氢和氦之下。目前,朱诺号正试图为木星做到这一点。然而,研究这个外星系的性质可能使天文学家能够看到一个巨大的气态行星的裸核,当它被剥去气态外壳时。这可以提供一个快照,木星可能是什么样子之前,它增长到目前的巨大规模。

这个exomoon系统Kepler-1625b-i正好处在当前技术可以探测到的边缘。随着未来望远镜功能的改进,可能会发现更多这样的天体。astronomers’系外行星的普查还在继续,像exomoon和它的宿主这样的系统突出了一个问题,随着我们的前进,这个问题将变得更加重要。这颗行星的特性不仅取决于它的质量和位置,还取决于它形成的历史和环境。

The Conversation

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:http://newsroom.ucla.edu/stories/what-moons-in-other-solar-systems-reveal-about-planets-like-neptune-and-jupiter