開普勒探測器發(fā)現(xiàn)眾系外行星，挑戰(zhàn)現(xiàn)有理論

我們現(xiàn)有的太陽系行星形成理論還能解釋系行星的形成么？這成了困擾科學(xué)家們的最大的問題。的確，隨著開普勒系外行星探測器的發(fā)射升空，人們將發(fā)現(xiàn)更多的系外行星，但隨之而來的系外行星形成原因，卻成了困擾。例如，宇宙存在著大量的熱木行星，卻在現(xiàn)有的理論范圍之外。這將導(dǎo)致科學(xué)家重新審視現(xiàn)有的理論結(jié)構(gòu)，重新回到起點進行推演。與此同時，一些新的觀測計劃也就在不久得將來實現(xiàn)，比如光學(xué)引力透鏡實驗IV(OGLE-IV)探測器即將全面開始運作以及新一代的WISE空間觀測天文臺將使用更加成熟的微引力透鏡進行系外行星觀測。

盡管目前最先進的開普勒系外行星探測器能在一定程度上提升了對系外行星的觀測發(fā)生力度，容易發(fā)現(xiàn)距離地球較遠(yuǎn)且質(zhì)量較低的行星，但是也只能發(fā)現(xiàn)距離恒星較近的行星。

有一種用于發(fā)現(xiàn)系外行星的新技術(shù)，即引力微透鏡法，用該方法發(fā)現(xiàn)的系外行星質(zhì)量已經(jīng)能降至10倍地球質(zhì)量，且這類系外行星的軌道距離其恒星系統(tǒng)也較遠(yuǎn)。根據(jù)這個方法，一個天文學(xué)家小組公布了用于發(fā)現(xiàn)系外巖質(zhì)行星的范圍。這個新發(fā)現(xiàn)對于系外行星的探索理論是非常重要的。

天文學(xué)家使用引力微透鏡法發(fā)現(xiàn)了13顆系外行星，最新的一顆編號為MOA-2009-BLG-266Lb，通過精確的計算，發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量大約只有地球的10倍，公轉(zhuǎn)軌道在3.2個天文單位（一個天文單位為1.5億公里），而其所在的恒星系統(tǒng)中，恒星的質(zhì)量大約只有太陽質(zhì)量的一半。

依據(jù)此行星形成理論模型，標(biāo)準(zhǔn)形成質(zhì)量將達(dá)到10倍的地球質(zhì)量，并在形成初期具有較大的固態(tài)物質(zhì)聚集，而在這個過程中，可進行較慢程度的氣體吸積，如果這個過程過快，過于迅速地積累行星材料，其大氣結(jié)構(gòu)將變得厚重而崩潰，這個循環(huán)的加速將導(dǎo)致這顆行星成為一顆氣態(tài)行星。這個行星形成理論模型能否具有廣泛的普適性還需要進一步的結(jié)合天文觀測。通過對與鄰近行星系統(tǒng)的對比，判斷理論是否符合觀測。

天文學(xué)家所期待的情況已經(jīng)被開普勒系外行星探測器所發(fā)現(xiàn)的超過500個系外行星觀測報告所在證實。此外，發(fā)現(xiàn)了較多的低質(zhì)量行星，支持了在行星形成初期如果沒有較低的溫度形成固態(tài)物質(zhì)，將在很大程度上阻止行星形成的假說。