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太阳系为何如此与众不同
在水星、金星、地球和火星还未形成的很早以前,太阳系内可能有着许多超级地球般的行星,比地球更大,但比海王星要小。如果真是这样,它们也早已消逝——在几十亿年前粉碎并被太阳吞噬。这一切,主要是因为在太阳系的早期历史上,木星曾经有过一次先向内迁移,然后向外的“大转向”。
发表在美国《国家科学院学报》网站上的一篇研究论文提出,木星曾像个碾压球一样横扫了早期的太阳系,破坏了第一代系内行星,然后才退回到它目前的轨道上。天文学家近年来发现了数百个系外行星系统,与它们相比,我们的太阳系是如此地与众不同。
“目前,在天空背景上我们能看到自己的太阳系,还有许多其他的行星系统,一个最有趣的特点是,水星的轨道以内没有行星,”该论文合著者、美国加州大学圣克鲁兹分校天文与天体物理学教授格雷戈里·拉弗林说。“在我们的银河系中,标准的行星系统就像是一套超级地球,它们的轨道周期短得令人吃惊。我们的太阳系才是越看越古怪。”
根据近年来对系外行星的研究,在银河系中,约有一半的类日恒星都有行星环绕。“恒星猎人”计划已探测到1000多颗围绕着系外恒星公转的系外行星,包括将近500个有多个行星的恒星系。从这些观察中,科学家能总结出“典型的”行星系统的样子:由许多质量超过地球几倍的行星(超级地球)组成,它们绕主恒星的轨道半径比水星到太阳的距离要近得多。在有着像木星那样的巨行星的系统中,那些巨行星也比我们太阳系中的巨行星离它们的主恒星更近。
而在太阳系中,水星轨道内只有些零星碎片,可能是近地小行星进一步向内运动的结果,但肯定是没有行星的;我们的岩石行星的质量更小,大气层更薄,这些都和其他大部分恒星系形成了鲜明对比。
“确实,在银河系的行星系统中,我们现在的太阳系看起来并不具有普遍代表性。相反,我们是个例外,”巴蒂金说,“但没有理由认为,太阳系没有按照整个银河系主流的行星形成模式发展,更可能的是,后来的变化改变了它最初的构造。”
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