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第84章 飞马座51b

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更重要的是,飞马座51b让科学家意识到:行星系统可以是多样的。太阳系的“类地行星在内、巨行星在外”的结构,并非宇宙的“标准配置”。相反,热木星可能才是系外行星中的“常见类型”——开普勒的数据显示,约10%的类太阳恒星拥有热木星。

(3)公众认知的转变

飞马座51b的发现,也让普通人对“地外生命”的期待更加具体。虽然热木星本身不适合生命存在(温度太高、没有固体表面),但它的存在说明:类太阳恒星周围可以有行星。既然飞马座51能有行星,那么其他类太阳恒星为什么不能有类地行星?

1995年后,“宜居带”(Habitable Zone)的概念开始被广泛讨论——即行星距离恒星不远不近,表面温度允许液态水存在的区域。天文学家开始用“开普勒望远镜”寻找位于宜居带的行星,比如2011年发现的“开普勒-22b”(距离地球600光年,半径是地球的2.4倍,位于宜居带),以及2015年发现的“开普勒-452b”(被称为“地球2.0”,半径是地球的1.6倍,围绕与太阳类似的恒星运行)。

五、飞马座51b的“后续故事”:从“第一颗”到“研究样本”

尽管飞马座51b是一颗热木星,科学家们依然对它保持着浓厚的兴趣——因为它是最接近“太阳系外巨行星”的样本,能为研究行星演化提供关键线索。

(1)大气层的秘密

2007年,天文学家用斯皮策空间望远镜(Spitzer Space Telescope)观测飞马座51b的红外辐射,发现它的大气层温度分布极不均匀:白天温度约1500℃,夜晚约900℃。这种温差说明,飞马座51b的大气层中没有强烈的风(否则热量会均匀分布),或者说风的传播速度很慢。

2020年,詹姆斯·韦伯空间望远镜(JWST)对飞马座51b进行了详细观测。通过“近红外光谱仪”(NIRSpec),天文学家分析出它的大气层中含有水蒸气、二氧化碳和甲烷,且金属丰度(重元素比例)比太阳系中的木星低约50%。这说明,飞马座51b的形成环境可能与木星不同——它可能形成于更远离恒星的区域,吸积的重元素更少,然后迁移到当前轨道。

(2)潮汐相互作用的极限

飞马座51b的轨道非常接近恒星,理论上应该会被恒星的潮汐力撕裂。但事实上,它依然保持完整——这说明,它的内部结构足够坚固,或者迁移过程是“温和”的(没有经历剧烈的潮汐加热)。天文学家通过计算发现,飞马座51b的“洛希极限”(恒星引力能撕裂行星的最小距离)约为0.01天文单位,而它的轨道距离是0.05天文单位,因此没有被撕裂。

此外,飞马座51b的大气层正在缓慢蒸发——恒星的高温让大气层中的氢原子获得足够的能量,逃离行星引力。天文学家通过哈勃望远镜检测到飞马座51周围的“蒸发尾”(氢原子组成的云),这说明热木星的大气层正在逐渐流失。未来,飞马座51b可能会失去大部分大气层,变成一颗“超级地球”(质量比地球大,但没有大气层)。

六、诺贝尔奖的认可:改变宇宙观的贡献

2019年10月8日,瑞典皇家科学院宣布,将诺贝尔物理学奖授予米歇尔·马约尔、迪迪埃·奎洛兹和詹姆斯·皮布尔斯(James Peebles)——以表彰他们在“宇宙演化”和“系外行星”领域的贡献。其中,马约尔和奎洛兹的获奖理由是“发现了第一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”。

诺贝尔奖委员会的声明中写道:“马约尔和奎洛兹的工作,开启了系外行星研究的新时代。他们的发现让我们意识到,宇宙中充满了行星,其中一些可能与地球类似,孕育着生命。”

马约尔在获奖后表示:“我们不是在寻找行星,而是在寻找另一个地球的可能。飞马座51b告诉我们,宇宙比我们想象的更丰富。”奎洛兹则补充:“这个发现改变了我们对宇宙的认知——我们不再是宇宙中的‘孤独者’。”

结语:飞马座51b的遗产

从1995年到2024年,飞马座51b已经走过了近30年的“科学生命”。它不是最特殊的系外行星,也不是最有可能孕育生命的行星,但它是“第一颗”——第一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星,第一颗让人类意识到“行星宇宙”存在的行星。

它的发现,让天文学从“太阳系中心论”中解放出来,开始研究行星的多样性;它让人类对“地外生命”的期待从“幻想”变成“实证”;它更让新一代天文学家有了“追逐的目标”——寻找更多的系外行星,寻找另一个地球。

正如马约尔所说:“飞马座51b不是一个终点,而是一个起点。我们的旅程,才刚刚开始。”

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