天文学家在太阳系边缘,发现了不该存在的星环,洛希极限错了?
地球是由内到外靠近太阳的第三颗行星,它到太阳的平均距离约为1.5亿公里,假如我们乘飞机前往太阳,大约需要19年的时间。
这点距离对于人类来说已经不可想象了,然而在地球轨道之外,太阳系还有更加辽阔的空间,位于柯伊伯带的创神星距离太阳67亿公里,完成对太阳的一次公转大约需要288个地球年,是距离太阳最遥远的天体之一。
不过这还不是最让人惊奇的,科学家近日发现:创神星的外围有一个环,而这个环却运行在洛希极限之外。
从理论上来讲,这已经完全违背了物理学规律
行星具有环并不是稀奇的事,这些环大多由不计其数水冰小颗粒组成,还有一些尘埃以及少量的化学物质,太阳系内就有许多带环的行星,其中土星环是太阳系中最突出的一个,厚度从5米-30米不等,属于中等大小的星环。
目前发现的最大星环来自于距离地球420光年的J1407b星环,它的光环总直径达到了1.2亿公里,虽然星环的大小各有不同,但它们统一都来自于小行星在洛希极限下的瓦解。
夜空中的星星看起来十分密集,几乎是紧紧依靠着,实际上它们都相隔成百上千光年的距离,即便是在同一星系的天体,也会保持一定的距离,否则一旦距离过近,就有可能导致超过洛希极限情况的发生,造成自身的毁灭。
有一句俗话叫距离产生美,人际关系是如此,其实宇宙里的天体也是如此,1860年法国天文学家爱德华.洛希通过长期研究发现,宇宙中似乎没有哪颗天体能够和另一个天体紧紧靠着一起运行,它们都老实的呆在自己的公转轨道里。
宇宙之大无奇不有,为什么就没有两颗星星手拉手呢?
经过长期论证,他研究出了一个名叫洛希极限的定理。天体的质量决定了它的引力,质量越大的天体,引力就越大。同时物体受到的引力大小,也和引力源成正比。两个天体距离较近时,就会受到潮汐力的影响。潮汐力是引力的一种,不过它更具体:天体不同区域受到的引力不同,靠近引力源的一面所受到的引力较大,另一面就小很多。
我们在地球上也受到潮汐力的影响,比如双脚更靠近地心,头部受到的引力就会小于脚受到的引力。
潮汐力能够造成物体的形状变化,潮汐力越大,形变就越明显,天体也是一样。这就说明当天体受到的潮汐力达到阈值时,会直接被扯碎瓦解。两个天体如果靠的过近,较大的天体就一定会撕碎较小的天体。
洛希极限即是距离的阈值,超过这一距离,小天体就会被撕成碎片,部分碎片就会围绕在另一天体周围,变成美丽的行星环。
创神星的环大约距离它3885千米,这个距离远大于创神星的洛希极限。一般认为,在洛希极限外的环不可能存在。没有小行星的瓦解,哪来的这么多水冰碎片?
如果碎片来自于小行星,为何它在洛希极限外就瓦解了?
行星环本身并不会发光,天文学家在创神星的掩星事件中发现了它。当创神星的轨道经过后面恒星正前方时,会使后方恒星短暂的变暗。通过一些数据分析,研究人员发现后方恒星变暗时,会前后出现两次幅度较小的亮度下跌。以此推断出创神星可能拥有自己的行星环。
再三确认后,创神星的环的确远在洛希极限之外,那么它将是迄今为止人类发现的唯一一个远在洛希极限外运行的环,同时这也意味着,洛希极限并不能完全决定行星环的位置。
部分天文学家认为,可能的确有一个小行星进入了创神星洛希极限范围内,并被撕成了一个环。最初的环处还在洛希极限内,不过它的轨道周期和创神星的自转周期没有达到特定的比例,造成了一种特殊的共振关系。这就导致星环轨道并不稳定,逐渐就被推到了现在的位置。
该理论可以解释这种现象,但具体是不是这个原因还有待考证。不过可以肯定的是,任何天体超过了洛希极限,都必将被撕成碎片。假如地球和月亮的距离突破了洛希极限。
月球会迎来怎样的结局?
从当下来看,目前地球和月球一直保持着38万公里的距离,并且地月直线距离实际上在慢慢拉开。在未来很长一段时间里,月球都不会和地球靠的太近。当月球和地球的距离只有7446.5公里时,月球就有可能被撕碎,考虑到地月的密度差,这个距离会被缩小到1380公里左右。
1380公里相当于从北京到上海的距离,很难想象对人类来说如此远的距离,能够直接造成月球的毁灭,洛希极限也只是宇宙众多法则之一,在未来的探索中,科学家或许会发现更多有趣的天文现象。
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