本文摘自每日看点快看,原文链接:https://mini.eastday.com/mobile/230216023515623892715.html,侵删。
本文转自:华西都市报
位于太阳系边缘的创神星。
哈勃望远镜拍摄到的创神星(箭头处)。
创神星和它的行星环。
距离产生美,天体间也不例外。一旦突破距离,像苏梅克-列维9号彗星撞木星那样的“惨剧”就会发生。《流浪地球》系列电影提到一个天体物理学概念:洛希极限。大意是天体之间保持安全距离大家就相安无事,要是安全距离被打破,一个小质量天体落入大质量天体的洛希极限范围内,它就会被扯成一堆碎片。
2月8日,知名学术期刊《自然》刊载的论文介绍,通过掩星观测手段,一支国际天文研究团队发现太阳系边缘一颗名为创神星的小行星拥有一个行星环,环与母星间的距离超过7个行星半径,即洛希极限的两倍多,这个行星环的存在“挑战现有认知”。依据天文学界目前普遍接受并应用的洛希极限推论,那个位置不可能出现行星环。
那么问题来了,什么是洛希极限?为什么“创神星”的行星环会出现在不该出现的位置?就这些问题,华西都市报、封面新闻记者采访了南京大学天文与空间科学学院教授、博士生导师周礼勇,以及北京大学EAST望远镜筹备组成员、天体物理博士刘博洋。
出人意料:洛希极限外看到行星环
洛希极限指天文学中一个特殊的距离,1848年,由法国天文学家爱德华·洛希首先计算出来并因此得名。洛希极限指的是一个大质量天体对一个小质量天体进行引力作用时,小质量天体可以被大质量天体引力撕裂的最大距离。天体的洛希极限是由它自身的质量和半径所决定的。
刘博洋告诉记者,小质量天体落入洛希极限内侧就会解体,这隐含着一个假设。它的前提是小质量天体里所有的物质仅仅是依靠自身重力维系在一起。在这个前提下,当小质量天体在大质量天体的引力场中,它离大质量天体近的一侧和远的一侧所受到的引力不一样。小质量天体离大质量天体越近,这两面受力的差别就越大。当这个力达到一定程度,小质量天体就会被潮汐力拉开、拉散。
“所以我们可以想象,如果一个小质量天体落入了大质量天体的洛希极限范围内,它就会被扯成一堆碎片。它的碎片如果直接落到了大质量天体之上,就没有后续了。”刘博洋说,“如果碎片没有掉落,可能还是围绕着大质量天体继续转,但是因为转的时候已经被扯成了碎片,就变成了光环,就像是我们熟知的土星环一样。”
但是,这一次天文学家们的发现不一样。刘博洋表示,这不是一个正常的情况:“一般情况下,我们看到光环都是由于一个小质量天体进入大质量天体的洛希极限范围内形成的,然而这次发现的光环是位于洛希极限之外。按理说在这个位置,小质量天体不会被扯成碎片,但是它还是碎了。”
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