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[猎奇]比土星大200倍!目前发现最大星环行星 J1407 B,到底怎么形成的 [20P] [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2023-12-30
— 本帖被 xgch 执行加亮操作(2023-12-30) —
这是海王星和天王星的星环,薄薄的一层,就像个戒指一样。


这,是木星的星环,肉眼可见的比之前两颗的星环大了几圈。


而整个太阳系拥有最大星环的行星,则是土星,土星的星环巨大又迷人。


饶是拥有巨大星环的土星,在一颗系外行星的面前,却是显得那么渺小,这颗行星的星环简直可以难以用语言来形容,废话不多说,我们直接看图。


你没有看错,这颗行星的星环就是这么巨大,中间那一小点,就是它的本体这颗系外行星叫J1407 B,距离地球大约400光年。它于2012年被发现,其数据直到2019年左右才被汇编并提交出版。
它的环比土星的环大200倍。这么说吧,如果它们属于土星,我们从地球上抬头就能看见这些环,这些环将会主宰地球的天空。那么J1407 B的环是怎么来的呢?为何它的环如此巨大?它是凭什么可以维持那么巨大的环呢?



星环的奥秘


那么,星环是怎么形成的呢?
普通的星环形成,大致是受到“洛希极限”的影响。通俗来说,洛希极限是一个天体在受到另一个天体引力作用下,由于潮汐力的作用而可能被破坏的最小距离。


由于卫星进入行星的洛希极限内,从而被行星的起潮力所瓦解。洛希极限是一个重力稳定性的区域,如果一个天体的体积大于它的洛希体积,那么它就会被另一个更大的天体的引力拉扯而分裂。


就像我们熟知的土星的星环,可能就是由一颗大卫星碰撞破碎后瓦解而成的,碎片落在洛希极限以内,不能再形成卫星,而只能形成环状的运动的物质系。


但是星环并不只又陨石碎片组成,土星环其主要物质还是冰。所以呈现出明亮的白色或淡黄色。而天王星和海王星的星环则由冰和石质颗粒相间组成,所以呈现出深蓝色或偏红色。


其实星环并不是什么稀罕物,可以说宇宙中,拥有星环的行星数不胜数,但是像J1407 B这样的拥有超级大星环的行星人类目前只发现了这一颗。



J1407 B的超大环


J1407 B是一颗围绕着一颗年轻的恒星V1400 Centauri(又称J1407)运行的巨大行星或褐矮星,由于和土星长得太像了,加上环又超级大,所以又被称为“超级土星”。


它的环状系统的直径约为1.2亿公里,相当于近300个土星环的大小,而且包含了数十个不同的环,其中最大的一个环的宽度就超过了地球和月球之间的距离。那么,J1407 B的环是如何形成的呢?为什么它的环如此巨大呢?小小的它凭什么维持那么巨大的环呢?


像我们之前说的常规星环的形成,卫星被撞击或潮汐力破碎而形成星环的情况,肯定不适用于J1407 B,因为它的星环实在是太大了,如果是卫星被撕裂,完全不可能,如果真有那么大一颗卫星,那么在洛希极限之下该被撕碎的就是J1407 B了。


既然这样,J1407 B的星盘是怎么形成的呢?这时候我们想到了一种新的可能的形成机制:即由于J1407 B的原行星盘没有完全凝聚成卫星而形成的。简单的说,就是J1407 B所在的行星系形成初期残留下来的一些原始物质组成的。


J1407 B的环还处于一个相对年轻的阶段,还没有经历过足够的时间和过程来消耗或稳定它们。根据对J1407 B的环的观测和模拟,它们的年龄估计在1万年到1亿年之间,这相比于太阳系的45亿年还是很短暂的。
在这个阶段,J1407 B的环可能还在不断地变化和演化,可能还会产生更多的卫星或碎片,也可能会被其他的天体或行星的引力所扰动或摄动,从而导致它们的形状和结构发生变化。



这么大的环怎么维持呢?


那么为何J1407 B的环那么大呢?这就要说到,它所在恒星系的老大恒星J1407。J1407是一颗年轻的恒星,它的年龄估计为1600万年,它的质量约为0.9倍太阳质量,它的光度约为0.34倍太阳光度,它的表面温度约为4400K。


J1407的恒星风和辐射可能会对J1407 B的环产生一定的作用,使得它们能够抵抗一些内部的耗散或外部的干扰,从而维持它们的巨大尺寸。


除了恒星J1407的影响J1407 B的环可能还受到了它自身的质量和引力的支撑,使得它们能够稳定地存在。J1407 B的质量和半径目前还不确定,但根据一些估计,它的质量可能在10到80倍木星质量之间,它的半径可能在0.36到1.4倍木星半径之间,这意味着它可能是一颗巨大的行星或一颗褐矮星。
如果J1407 B是一颗褐矮星的话,一般来说,它的引力比行星大。这意味着它们的密度非常高,大约是水的1000倍。因此,它们的表面重力也很强,大约是地球的10倍到1000倍3。


如果人站在一个褐矮星的表面,会感受到巨大的向下的力,体重会瞬间增加很多倍,身体会在一瞬间成一张纸。当然这个引力会对它的环产生一定的约束和平衡,使得它们能够沿着它的赤道面运动,而不会发生散开或坍缩的情况。
除了自身的引力之外,环也能自我维持。它的环中,可能还存在大量的小卫星例如,土星的星环就有许多环卫星,它们可以形成一些缝隙或弧形,也可以防止环状系统的扩散或收缩。
J1407 B的环可能也含有一些环卫星,它们可能是由环状系统的物质凝聚而成的,也可能是由其他的天体捕获而来的,它们可能对J1407 B的环产生一些类似的作用。


还有人好奇,为什么这些星环不会形成一个外壳全覆盖,而是呈现环状?



为什么是个环而不是全覆盖?


星环之所以是个环而不是全覆盖,是因为它们的形状和稳定性受到了行星的引力和自身的运动的影响。行星的引力使星环的物质沿着行星的赤道面运动,这样可以保持最低的势能和最高的稳定性。
星环的物质之间也会相互碰撞和摩擦,这会导致它们的运动速度和方向发生变化,从而使星环的厚度和宽度发生变化。最后,星环的物质也会受到行星的卫星或其他天体的摄动和干扰,这会导致它们的轨道发生偏离或变形,从而使星环出现缝隙或弧形。
综合这些因素,星环的形状就呈现出了多样化和复杂化的特征,所以不会全覆盖。那么地球为何没有形成星环呢?



地球能形成星环吗?


在我们太阳系,土星的星环是最著名和最壮观的,由数百万个冰块岩石碎片组成,形成了多个明亮和暗淡的环带。而其他行星的星环则相对较小和暗淡,通常由冰、岩石和尘埃组成。


那么,为什么地球没有形成星环呢?这就要说到大气层,地球拥有较为稠密的大气层,我们的大气层可以阻碍来自太空中的小碎片进入地球的轨道,保护了我们不受大量陨石伤害,但这也就防止了星环的形成。


因为大气层使一些低轨道的卫星和太空垃圾受到摩擦力的作用,而逐渐降低轨道高度,最终烧毁在大气层中。因此,地球的大气层相当于一个保护屏障,使地球周围的空间相对清洁和安全。


而且地球的引力相比那些拥有星环的行星,实在是太小,形成和维持需要行星的引力场具有足够的稳定性,这样才能保证物质不会被拖拽到行星表面或被排斥到太空中。而地球的引力场相对较弱,不足以维持大量物质围绕行星运动。
地球的引力场还受到月球和太阳的摄动影响,这会使一些物质的轨道发生变化,从而导致轨道交叉或碰撞。所以地球的引力场不利于星环的形成和稳定。
由于地球的自身条件的限制,咱们地球没有形成所谓星环。但这并不意味着地球完全没有与星环类似的现象。例如,地球拥有一个由宇宙尘埃和微小颗粒组成的“尘埃带”,这些物质围绕着地球公转,并在某些情况下形成流星雨。
此外,地球的磁场还会捕获一些来自太阳风的带电粒子,形成“辐射带”,这个小辐射带也对咱们人类的航天器和宇航员造成潜在的威胁。



结语


星环,作为太阳系中一种美丽而神秘的天体现象,呈现出多样化的形状和结构。从海王星和天王星的薄薄环,到木星的庞大星环,再到土星的壮丽星环,每个行星都展示出独特的星空奇观。
当我们迈出太阳系的范畴,发现了J1407 B这颗系外行星时,我们被其超巨大的星环所震撼。J1407 B的环比土星的环大200倍,成为迄今为止发现的最大星环行星


J1407 B的环系统之所以如此巨大,尚存在许多未解之谜。星环的形成和维持涉及到多个复杂的因素,包括引力、共振、潮汐效应以及与恒星的相互作用。J1407 B的环可能是由于行星系形成初期残留下来的物质组成,而它所在的这个年轻行星系可能还在不断演化和变化中。
星环的奥秘在于它们所包含的丰富物质和复杂的形成机制,通过对这些奥秘的解析,我们或许能够更深入地理解宇宙的演化过程和行星系统的多样性。未来随着科学技术的不断发展,人类有望揭示更多行星、恒星以及宇宙中其他神秘现象的秘密。
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xgch 金币 +35 辛苦了,感谢您无私奉献的精神! 2023-12-30
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只看该作者 沙发  发表于: 2023-12-30
目前对于J1407 B行星的形成还存在很多争议和研究,但有一些可能的原因和过程:

1. 原始星云模型:J1407 B行星可能是在原始星云中形成的,类似于土星和其他气态行星。在这个模型中,行星形成于星云的密度波或扰动中,这些密度波或扰动使得气体和尘埃聚集形成了行星。

2. 行星吞噬模型:另一种可能性是J1407 B行星是通过吞噬其他天体而形成的。这种模型认为,J1407 B行星可能在其周围轨道上存在多个较小的行星或卫星,这些天体被J1407 B行星的引力捕获并被其吞噬,留下了它们的碎片和物质。

3. 原始星盘模型:还有一种可能是J1407 B行星是在原始星盘中形成的,类似于地球和其他固态行星。在这个模型中,J1407 B行星可能是从原始星盘中获得了足够的质量和能量,使其开始旋转并抛出了其周围的物质,形成了一个环。

总之,J1407 B行星的形成仍然是一个谜团,需要更多的研究和观测来揭示它的形成过程。
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xgch 金币 +12 回复认真,加分鼓励 2023-12-30
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