卫星|在宇宙进化竞赛过程中输给对手的巨大系外卫星

天文学家发现了可能是系外卫星围绕行星运行的证据 , 这颗行星类似木星且距离地球约4000光年 。 这是首次发现这样的行星:以前从未观测到其他的外卫星(环绕太阳系外行星运行的卫星) 。
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然而 , 发表在《科学进展》杂志上的一项研究表明 , 这不是一个普通的系外卫星 。

开普勒-1625b-i可能在它的行星竞争对手阻碍它的发展之前就已经是一颗正在形成中的行星了 。
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加州大学洛杉矶分校的物理学和天文学教授——布拉德利·汉森博士 , 是这项新研究的唯一作者 。 他回忆了自己最初发现一个大的系外卫星系时的惊讶 , 因为它的大小与现有的月球形成模型不符 。 由于外卫星比其他任何卫星都要大得多 , 这促使了汉森开始探索这个外卫星是如何形成的 。

汉森告诉《反演》杂志:“我当时正在寻找一种卫星模型来制造一颗卫星 。 ”
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这幅模拟图展示了行星开普勒-1625b和它的卫星开普勒-1625b-i穿过恒星开普勒-1625时的样子 。
【卫星|在宇宙进化竞赛过程中输给对手的巨大系外卫星】
系外卫星的质量大约是它的主行星开普勒-1625b的1.5% , 它围绕行星运行的距离为190万英里 , 是月球围绕地球运行距离的8倍 。 然而 , 由于外宿太大了 , 从行星表面看 , 它会显得大两倍 。
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理论上普遍认为卫星围绕行星有两种理由 , 一是被行星的引力吸引 , 二是巨大的撞击后 , 卫星由主行星溢出的碎片形成 。

但是汉森认为这两种理由都不是开普勒-1625b-i形成的原因 。

相反 , 他的研究表明 , 系外卫星和它的主行星一开始都作为行星核心 , 然后逐渐演变成各自的模样 。

汉森说 , 这个过程类似一场比赛 。 两颗星球的质量都在增长并互相竞争 , 直到其中一颗完全超越另一颗 。
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显然 , 开普勒-1625b-i的宿主在这场竞赛中占有优势 , 因为它是一颗巨大的气态行星 , 这些类木行星通过吸收大气中的气体而迅速成长 。

汉森表示 , 通常我们用单一天体来描述这个过程:木星行星不断地成长 , 没有什么可以限制它 。

“被竞争对手抓住并吸收 。 ”

一旦这个充满气体的星球变得足够大 , 它的引力就会变得如此强大 , 以至于可以吸引它轨道上更弱的同伴 。

之后被超越的星球就成为一个失败的巨大的行星核心 。
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这一宇宙故事可能会让天文学家重新思考行星是如何随着时间形成和进化的 。 汉森认为 , 我们不应该只看一个行星是如何形成的 , 而应该考虑一些行星相互之间的成长过程所产生的影响 。

汉森说 , 我们可以有把握地假设 , 木星也可能对太阳系周围的小天体产生了影响 。

这显示了把行星系统的形成作为一个整体来考虑的重要性 。 摘要:最近公布的候选系外卫星开普勒-1625b-i的大尺寸和宽轨道很难用传统的卫星形成理论来解释 。 研究表明 , 如果这颗卫星一开始是一颗环绕恒星的同轨道天体 , 其核心是巨大的开普勒-1625b行星 , 那么这些特性是可以解释通的 。 在这个巨大的行星迅速膨胀的过程中 , 这个物体被拉入了一个环绕行星的轨道 , 这个过程被称为下拉捕获 。 数值积分证明了它的原始结构和捕获过程的稳定性 。 在这个模型中 , 系外卫星开普勒-1625b-i是一颗巨大行星的原核 , 它从来没有形成过大量的气体 。 不同的初始条件可以导致捕获到其他的共轨道配置 , 激发了对这个和其他巨型行星的类似特洛伊的伙伴的搜索 。 这是个极端版本的解释 。

作者: Passant Rabie
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