【菜科解读】
环绕微小恒星做轨道运行的巨型系外行星为GJ 5312b挑战行星形成理论(Credit: CARMENES/RenderArea/J. Bollaín/C. Gallego/ Guillem Anglada-Escude- IEEC, SpaceEngine.org)

据EurekAlert!:在一项新的研究中,天文学家报告:在一个不太可能的位置发现了一颗巨大的类似木星的系外行星,该位置是一颗小型红矮星的运行轨道。
新发现的这颗被命名为GJ 5312b的气态巨星的规模之巨几乎是木星的一半,但鉴于其主恒星规模之微(仅比太阳的十分之一略大),该外行星堪称极其巨大。
Greg Laughlin在相关的《视角》文章中写道:“新发现的系外行星本身不再特别值得注意。
但是,一颗能挑战当前行星形成理论的系外行星则能令天文学家受到鼓舞。
”在最小和最冷类型的恒星中,M型红矮星是迄今为止银河系中最常见的恒星类型。
然而,尽管它们普遍存在,但在近4000颗被发现的系外行星中,只有约10%环绕着这些轻质量恒星做轨道运行。
尽管这种稀缺性可能是由于在微小恒星发出的弱光中难以探查到系外行星,但行星勘测和标准行星形成模型提出,有着木星质量的气态巨星在红矮星系统中相当罕见;
目前尚不清楚这些如此大的行星是如何在轻质恒星周围形成的。

Juan Carlos Morales和同事用光学及近红外径向速度多普勒对一颗附近的红矮星(GJ 3512)所做的观测意外地发现了这颗气态巨型系外行星及其环绕该恒星运行一周需204天的偏心轨道。
根据Morales等人披露,GJ 5312b的宽轨提示,该系统中还存在其它行星。
作者用这些新数据显示,被广泛接受的行星形成的核心吸积模型未能解释该系统的性质;
它们表明,在某些情况下,替代性的星盘不稳定性理论可能比以前所认为的具更高的相关性。
这意味着光明将永远消失吗?然而,事实并非如此。
我们对光的定义仅限于可见光谱范围,而在宇宙中,还存在许多无法用肉眼察觉的光线以波的形式传播。
虽然我们只能感知到一小部分可见光,但阳光中包含了许多我们无法看见的光线,如红外线和紫外线。
这些光线超出了人眼的感光范围,只能通过特殊的高感光仪器来探测。
即使恒星全部熄灭,它们仍会发出基本的红外光。
例如,白矮星、中子星等极高温度物体会不断辐射红外线和电磁辐射,直到宇宙中的物质完全冷却。
只有在这种情况下,辐射才会消失,宇宙真正陷入绝对黑暗,无法检测其他地方的辐射,也无法观测到任何物体。
然而,完全冷却的情况并不容易发生,至少需要几万亿年的时间。
恒星的演化过程会消耗物质和能量,每颗熄灭的恒星都会在太空中保留一些物质和尘埃,成为新恒星的原料。
宇宙中的初代恒星通常是巨大的巨恒星,它们死亡后释放的物质会形成二代恒星,而二代恒星消亡后,剩余物质又会形成三代恒星。
有时,初代恒星消亡后,边角料也可能形成红矮星,这是恒星的最小形态,寿命极长。
太阳很可能是第三代恒星,但它的寿命仅有约100亿年。
当太阳演化为白矮星时,大约一半的气体和尘埃会散布到宇宙空间中。
而在某些机缘巧合下,这些气体和尘埃可能会形成第四代恒星。
第四代恒星的寿命相对更长,如果形成红矮星,它们的寿命可能长达几万亿年,甚至一直发光发热到宇宙毁灭。
比如,比邻星就是一颗质量只有太阳的12%的红矮星,其寿命可达3万亿至4万亿地球年。
因此,即使在宇宙走向终结的最后时刻,每个星系仍然存在着相当数量的恒星。
然而,那时的星系将不再像现在一样繁星点点,而更像是遥远的影子星系,只偶尔闪烁出一些明亮的光芒。
这些闪光可能源于白矮星碰撞形成中子星,或者中子星碰撞形成黑洞,甚至黑洞撕裂白矮星和中子星的场景。
就像燃放鞭炮一样,每一次闪光都将是宇宙中的一次短暂亮点。
即使恒星消失,宇宙中还存在其他发光的天体。
例如,星系之间的星际介质可能会发出微弱的背景辐射,这是宇宙大爆炸后剩余的宇宙辐射。
这种宇宙微波背景辐射是宇宙学研究的重要证据,虽然它的能量非常微弱,但它在整个宇宙中都是均匀分布的。
黑洞也可以发出光。
黑洞周围的物质会被其巨大的引力吸引并加热,形成一个称为黑洞吸积盘的亮光区域。
这些吸积盘会释放出高能辐射,包括X射线和伽马射线,这些辐射可以被探测器捕捉到。
尽管宇宙可能在未来变得相对黑暗,但仍然存在各种形式的辐射和光线。
无论是恒星碰撞、星际介质辐射、宇宙微波背景辐射还是黑洞吸积盘,它们都将在宇宙中闪烁着微弱的光芒,让我们能够继续研究和探索宇宙的奥秘。
最近,来自悉尼大学天文研究所的科学家们发现了银河系墓地,那里是已经逝去的恒星的安息之地。
他们通过长期的观测和记录,绘制出了一张庞大的死星分布图,这些死星散落在银河系各个角落,其规模甚至超过了银河系本身的大小。
银河系的历史非常悠久。
大约在宇宙大爆炸后的8亿年左右,银河系诞生了。
随着时间的推移,银河系不断壮大,如今拥有数百亿颗恒星。
在银河系的厚盘深处,仍有一些早期的恒星坚守着,它们的年龄已经达到了百亿年之久。
根据现代主流理论,恒星通常形成于星云中。
星云是一个广义的概念,可以指任何扩散的物质。
而恒星的诞生地则是星云中的分子云,其中包含大量氢分子和少量氦分子,多数分子云是由大质量恒星爆发后遗留下来的。
分子云从诞生之初开始缓慢旋转,但由于其分布范围广阔,旋转速度较慢。
随着时间的推移,分子云内部会形成一个密度较高的气体和尘埃区域,通常直径可达一光年,这就是恒星的摇篮。
随着物质密度的增加,其他物质也会发热和升温,同时吸引更多物质向分子云中心坠落,最终形成一个漩涡。
几万年后,这个漩涡会进一步扩大成一个盘状的结构,而中心的气体则在持续的挤压下逐渐形成一个高质量且高密度的球体。
在此阶段,原始恒星诞生了。
它们会进一步吸收周围的气体和尘埃,变得更亮更热,直至突破临界点,进行核聚变反应,成为真正的恒星。
每颗恒星都会度过稳定的主序星阶段,其持续时间和大小会有所不同,从几千万年到上百亿年不等。
这是恒星一生中最漫长也最平凡的阶段。
当恒星的氢耗尽时,它们就开始进入演化的末期。
氢变为氦,氦变为碳,最终聚变产生铁元素。
此时,恒星内部的压力无法抵抗引力向内的作用,发生大爆炸,走向死亡或迈入另一段旅程。
质量较小的恒星会变成暗淡的白矮星,被气体云所包围。
而质量更大的恒星则会在超新星爆发中变成中子星或黑洞,被称为 死星 。
根据科学家的估计,银河系中大约有10亿颗这样的死星。
死星具有扭曲周围空间和时间的能力,至今为止,我们还没有直接观测到黑洞。
然而,通过间接的证据和天文观测,科学家们相信黑洞是存在的,并在宇宙中发挥着重要的角色。
黑洞是一种极度紧凑的天体,其质量非常巨大,而体积却非常小。
它的引力非常强大,甚至连光也无法逃逸,因此被称为黑洞。
黑洞的形成通常与大质量恒星的演化和爆炸有关。
当一个大质量恒星耗尽了核燃料,核聚变反应停止时,恒星内部的核心无法抵抗引力坍缩。
如果恒星的质量足够大,坍缩过程可能会形成一个黑洞。
在坍缩过程中,恒星的外层物质会被抛射出去,形成超新星爆发。
黑洞的两种类型是恒星质量黑洞和超大质量黑洞。
恒星质量黑洞的质量通常在几个太阳质量到几十个太阳质量之间,而超大质量黑洞的质量可能达到数百万到数十亿个太阳质量。
黑洞的存在可以通过观测其周围物质的行为来间接证实。
当物质接近黑洞时,由于强大的引力作用,物质会加速并形成一个称为吸积盘的旋转盘状结构。
在吸积盘中,物质会发生剧烈的摩擦和加热,放出巨大的能量,形成非常明亮的光芒。
这些现象可以被望远镜和其他天文仪器所观测到。
此外,黑洞还可以通过它们对周围星系和星团的引力影响来被探测到。
例如,当一个星系中心有一个超大质量黑洞时,它的引力会影响星系内恒星和气体的运动,这些运动模式可以通过观测来推断黑洞的存在。
尽管我们对黑洞的了解仍然有限,但科学家们正在不断进行研究和观测,以增加我们对宇宙中这些神秘天体的认识。
通过进一步的观测和研究,我们有望揭示更多关于黑洞的奥秘,并进一步理解宇宙的演化和结构。