根據(jù)美國耶魯大學(xué)(Yale University)等機構(gòu)的天文學(xué)家John Michael Brewer等人觀測了約700顆恒星以及其周圍的行星后得出的最新成果指出:有些密集而小型的多行星系統(tǒng)(multiple-planet systems)和太陽系不一樣,其形成過程中對重元素(heavy metal)的「需求」并不高,換言之,它們可以在金屬豐度(metallicity)比我們太陽低很多的恒星周圍形成,可是這個結(jié)論卻與現(xiàn)行已臻成熟的行星形成理論相悖,但也提供了進一步了解這類行星系統(tǒng)的重要線索。相關(guān)論文發(fā)表在天文物里期刊通信(Astrophysical Journal Letters)中。
所謂的重元素,又稱金屬元素,但不是專指鐵、鎂等金屬類的元素,而是泛指比氫(原子序1)與氦(原子序2)還要重的所有元素,所以非金屬類的碳、硅等也均在此列。一般小型的巖質(zhì)行星主要組成成分就是重元素。
緊密的多行星系統(tǒng)在銀河系中是最普遍的行星系統(tǒng)類型,而從這類行星系統(tǒng)可在低金屬豐度恒星周圍形成的這個現(xiàn)象來看,可以呈現(xiàn)幾件事實。首先,是這類系統(tǒng)的數(shù)量遠比之前假設(shè)的還多很多。直到近期的研究儀器精確度都不足以檢測小型行星,只能專注在較大的行星上。但是利用透過耶魯大學(xué)Debra Fischer發(fā)展的極精確光譜儀(Extreme Precision Spectrometer,EXPRES)就能改善觀測精確程度,偵測到小型行星。
其次,低金屬豐度恒星本身就是比較古老的恒星,所以小型行星系統(tǒng)可能是行星系統(tǒng)中最早形成的,這讓這些系外行星有足夠的時間能演化出生命來—如果有生命的話。所以,這類緊密的小型多行星系統(tǒng)是天文生物學(xué)家們搜尋系外生命的理想目標。
Fischer曾在2005年發(fā)表論文指出:金屬豐度愈高的恒星,能形成類似木星的大型行星的可能性愈高。這成為支持氣體巨行星形成的核聚集理模型core-accretion model)的有力證據(jù),并由此成為形成行星的主導(dǎo)機制。但是,這個結(jié)論不見得也能應(yīng)用在小型行星上。
第三個這項研究可呈現(xiàn)的事實就是:行星誕生時的鐵與硅之間的關(guān)連性,在低金屬豐度恒星周圍誕生的行星,擁有比較高的硅鐵比(silicon-to-iron ratio)。Fischer表示:硅是「秘密配方」,硅鐵比在行星形成過程中作用類似恒溫器,當硅鐵比增加時,形成小型巖質(zhì)行星的機會也會隨之增加,非常有趣。
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