認識眼球行星:宇宙中極為獨特的存在
你可能聽說過熱木星,一種非常靠近宿主恆星的巨大氣態巨行星,它們有時會吸收大部分恆星光線,讓自己顯得非常黯淡;你可能也聽說過超級地球,這些巨大的類地行星很可能和地球擁有一樣的板塊構造,但是它們可能比地球更有可能孕育生命,因為巨大意味著適合生命居住的地方可能會更多。
但你聽過眼球行星嗎?
這也是一種獨特的行星存在模式,行星科學家認為它們存在,這些行星就像是一個巨大的眼球,永遠保持凝視。
「眼球行星」的名字聽起來很奇怪,但實際上它們並不奇怪,這些天體的出現與潮汐鎖定有關。
所謂潮汐鎖定,是指繞軌道運行的天體擁有以與其公轉速度相同的自轉速度,在這種情況下它的一側始終面向其繞軌道運行的物體,而另一側則始終背對該物體。
其實,咱們的月球就是這種情況──被潮汐鎖定在地球上,所以我們在地球上只能看到月球的一面,另外一面永遠不會朝向我們。
以前許多人會把月球的這種情況描述的非常神秘,其實沒那麼複雜。
在引力作用下,任何在軌道上運行的天體都會走向這一步,這是因為引力會改變天體形狀並降低其自轉速度。
隨著時間推移地球也終將會走向這一步,只是地球距離太陽足夠遠,它的公轉週期足夠長,需要很長時間來將自轉速度下降到與公轉速度一致。
然而,並不是所有行星都擁有地球這樣的距離,也不是所有恆星-行星系統存在的時間都像我們的太陽系這麼短暫。
所以,系外行星被潮汐鎖定到它們的恆星是完全有可能,在這種情況下,該行星將會是一側處於永恆的白天,而另一側則處於永恆的黑夜。
白天的一面與夜晚的一面可能看起來非常不同。根據行星與恆星的距離有多近,一側可能是乾燥的,所有的水都被恆星輻射蒸發;而另外一側同樣乾燥,只是它被一個巨大的冰蓋包裹著,終止於一個冰川環。
就像下圖:
這樣的星球外觀上很像是一顆眼球吧。
不過,根據《天體生物學》雜誌2013 年的一項研究,在晝夜交界的地方——永恆的暮色中,那裡將會非常宜居,冰川融化的水可以形成肥沃的區域,讓植被生長。
與這種火熱的眼球不同的是,還有冰冷的眼球,那就是當行星距離恆星更遠時。
在這種情況下,眼球行星依然擁有夜間冰蓋,但面對恆星的一側並不是乾燥、貧瘠的,而更像是永遠白天的地球,它充滿了液態海洋——毫無疑問它再次適合居住。
就像下圖:
這種眼球行星看起來更像是眼球。
無論熱眼球行星和冰眼球行星都是極端情況,但是即便這種情況,它們依然有可能是生命的搖籃,甚至不需要像地球這樣處在特定範圍的宜居帶中,因為眼球行星特殊的條件讓液態水的存在的範圍大大增加。
宇宙很大,眼球行星的存在幾乎是必然,甚至距離我們太陽最近的恆星——即比鄰星的系統中就可能有這種行星的存在。
夜空中第三亮的星星,被我們稱為南門二或半人馬座α星,肉眼看起來它只有一個亮點,但其實它是一個三合星系統-擁有三顆恆星系統。
其中貢獻亮度的是南門二A和南門二B(或稱為半人馬座α星A和B),而另外一顆是紅矮星,相對黯淡,肉眼不可見。
但這顆恆星卻是宇宙中和我們最親密的一顆恆星,因為它距離我們最近,只有4光年多點,所以我們將其命名為比鄰星。
2016年的時候,天文學家發現了比鄰星上的一顆行星,被命名為比鄰星b,這顆行星發現後就順便成為距離我們最近的行星。
透過辨別比鄰星b對恆星運動中的週期性擺動(它其實就是這樣被發現的),人們可以知道它距離比鄰星只有750萬公里(0.05 AU)。
鑑於比鄰星比太陽更古老,所以比鄰星b很可能已經被潮汐鎖定,它或許也順便成為距離我們最近的眼球行星。
當然,比鄰星b晝夜相交的地方也被認為可能存在生命(即便它的環境很惡劣),看到想到了什麼,是不是很像「三體人」的家。