Science 版 (精华区)

发信人: emacs (被淹死的鱼), 信区: Science
标  题: 《新疆域》丢失的行星
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年06月15日15:58:52 星期六), 站内信件


                         丢失的行星

    科学上有其令人失望的事情。偶尔，有科学家作出了一项发现，
似乎相当令人满意，并且指出了通往更多发现的途径——然而发现的
东西却渐渐消失了。这可真是糟糕！

    例如，任何足够大，比如说至少具有十分之一太阳质量的天体，
在形成时，会在其中心逐渐变得如此灼热，且向那里施加如此大的压
力，致使其中心的原子分解并且开始一起聚变，产生大量的辐射。换
句话说，一个足够大的天体经历“核燃烧”，从而成为那种我们称之
为恒星的宇宙氢弹。恒星的质量越大，其体积越大，温度越高而且越
亮。

    我们所知的最大行星——木星只有千分之一太阳质量。它还不够
重，使得在其中心不能进行核燃烧，所以它并不发光。仅仅由于反射
太阳光，我们才看得见它。假使它在太空没有邻近的恒星而单独存在，
它应该是完全暗黑的。因此它是一颗“黑矮星”：它之所以“黑”，
是因为它不发光，而之所以“矮”，则是因为它的体积小。

    我们从未探测到环绕其他恒星旋转的行星。一则，处在其他恒星
的非常遥远的轨道上，它们所反射的光将是非常暗淡的。二则，那暗
淡的光会被它们所环绕的恒星的光辉所淹没。

    然而，假定某些恒星拥有一颗质量为木星50倍的行星。这仍不足
以引起核燃烧，但它的内部也许热得足以引起行星的表面辐射许多红
外光，还有一点点微弱的可见光。这也许不太多，但它会使该天体比
只靠反射光而发亮时更易于检测。这样的天体，其大小介于巨行星和
小恒星中间，可称作“棕矮星”，即不太黑。

    1985年，天文学家曾检测到一个天体离小恒星范比思布洛克8
（Van Biesbroek 8或简称VB 8）非常近。VB 8比较暗，但这个新天体
甚至更暗，而它发射的光大部分集中在红外，比可见光的能量低。实
际上，这种光恰好是人们预料的一颗棕矮星应发射的光，亚利桑那州
基特峰天文台的天文学家首先检测到它，并确信，那正是他们以前已
观测到的。他们把它命名为范比思布洛克8B（VB 8B）。

    关于应把VB 8B称为一颗具有约50倍木星质量的甚巨行星，还是一
颗具有约二十分之一太阳质量的甚小恒星，天文学家进行过一些讨论。
一般倾向于把它看作一颗甚巨行星。如果它正是颗甚巨行星，那么它
应是所检测到的绕太阳外的其他恒星旋转的真正的第一颗行星。

    令人兴奋的在于：现在我们已经发现了一颗棕矮星（一种崭新类
型的天体），使用同样的技术或许能发现许多其他的棕矮星。研究此
类天体也许会使我们对大质量天体中心发生着什么有新的认识，从而
使我们能对所有恒星，包括我们的太阳，了解得更好些。

    其实，宇宙里甚至有可能存在如此多的棕矮星，以至于它们能解
开另一个谜。我们见到的恒星似乎仅占有宇宙应有质量的10%。或许其
余90%的宇宙质量是由棕矮星组成的。

    不幸的是，在VB 8B被发现之后，此类天体未有进一步发现。或许
这是意料之中的事。它们正是属于两可之间的天体，非常难以观测得
到，而我们的天文仪器也许不太能胜任此项任务。如果观测仪器更先
进些，那么也许四面八方到处都能检测到棕矮星。也许吧！

    然后更糟糕的事情发生了。1986年夏，发现者曾经再次对VB 8B进
行观测，却发觉找不到它。使用夏威夷岛冒纳开亚山上的一架红外望
远镜进行工作的第二个研究小组也找不到它。

    究竟发生了什么事？当然，VB 8B也许已经移动了。假如它是一颗
环绕暗恒星VB 8旋转的行星，那么它应围绕VB 8作轨道运行，正如木
星围绕太阳运动一样。在这种情况下，可能自从棕矮星VB 8B被观测到
以后的日子里，它已运动到恒星VB 8的后面，或至少非常靠近VB 8，
以至于在后者的光辉中消失。

    在自从它被发现后的日子里，要做到那样，无论如何，它都必须
具有相当大的质量（一个天体的质量越大，它与另一个大质量天体之
间的引力越强，因而一个绕另一个运动得越快）。其实，它将不得不
具有如此大的质量，以至它会达到核燃烧，因而它将像一颗恒星那样
发光。

    这不会是正确的——所以可能有的其他答案是什么呢？好吧！那
就是由于某种原因，原先的观测可能有问题，而VB 8B并不存在。因此
那是几乎比天体本身更使人失望得多的事。

    （注：自本篇文章写完以来，已报道发现了其他棕矮星。见《宇
宙学新疆域·中介天体和短缺质量》。——艾萨克·阿西莫夫）


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