电脑模拟显示,个头较小的类地行星形成过程很可能相当漫长,但这些也只是推测。里克说,它到底要花多长时间———1000年还是1000万年?学者们可能会无休止地争论下去。科学家需要的是正在形成行星的真实星系的真实数据。这正是“斯皮策”空间望远镜每天正在取得的信息。
科学探索像从华尔兹舞跳到摇摆舞
2003年8月25日,耗资7亿美元的“斯皮策”空间望远镜升空了。不久它就为研究者们提供了一个重大发现。罗切斯特大学的天文学家丹·沃特森负责将摄谱仪得到的新恒星“Cohen-Kuhi4”的长波和短波数据结合起来。这颗恒星属于金牛座,距离地球420光年。但发现“Cohen-Kuhi4”还只是故事的开始。从那以后,科学家们又发现了一些类似的尘埃盘和其他众多年轻的恒星。
天文学家从这些观测数据中得出的结论是,行星形成过程“快慢有别”。“斯皮策”空间望远镜看到的尘埃盘的平均年龄有1亿年,是“Cohen-Kuhi4”周边行星形成时间的100倍左右。这令刚刚推断行星会以极快速度形成的天文学家们大感意外。他们本以为行星在形成过程中会用光周围的物质,令尘埃盘迅速消失。但“斯皮策”空间望远镜的观测结果表明,尘埃盘存在时间以及后期的行星形成过程可能要长得多。
尘埃盘不可能是最初的物质,因为最初物质会在很早之前落到恒星上。年龄比较大的恒星周围聚集这么多尘埃的唯一途径是大碰撞。肯定有比较大的星体(例如巨型彗星、小行星和原始行星)自尘埃盘中形成,随后又和另一个碰撞了。里克指出,行星在变得完全成熟之前有漫长曲折的路要走。即使在非常老的星系中,大碰撞仍在继续。
太阳系的周边潜伏着许多未知天体。由于太小和太远而无法反射阳光,它们几十亿年来都躲藏在黑暗中。但是现在,“斯皮策”空间望远镜正在揭开外层太阳系的奥秘,正如美国伯克利加州大学的天文学家尤金·蒋所说:“我们太阳系的周围很可能存在一个行星圈,有待天文学家发现。”
其实,让人吃惊之处在于这些行星的数量和大小。他们比火星还重,比冥王星轨道以外围绕太阳运行的最大岩石小行星“塞德娜”和“夸欧尔”还要大。
证据来自于一个发现,天文学家在海王星的轨道上发现了一个直径100公里的由冰和岩石构成的小行星。2002年它首次被发现的时候,它只是作为一个待解的现象而被记录下来。现在天文学家们认识到,它可能揭示了处于太阳系边缘的未知世界。
尤金·蒋并不是唯一认为我们已知的九大行星只是太阳系行星一部分的学者。美国西南研究院研究行星的天文学家阿伦·斯特恩深信,太阳系还有一些行星我们没有发现。他认为那是毫无疑问的事。太阳系肯定还存在地球大小的未知天体,有些可能比地球还大。
任何一个重要的新观测仪器投入使用之后,科学理论和实际观察之间总是像从节奏舒缓、优雅的华尔兹跳到指天画地令人目眩的摇摆舞。仅仅在进入轨道一年多之后,“斯皮策”空间望远镜已经大大加快了行星形成研究的进程,令很多科学家始料不及,不知所措。“斯皮策”空间望远镜正在暴露出天文学家对正在太阳系外太空形成的新世界,甚至可能存在适宜生物生存的新世界有多么无知。不过,对科学家们来说,处于求知者的地位不是坏事,因为真正的研究就是从这里开始的。
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法国巴黎天体物理研究所十月中旬进一步确认,他们与英国和瑞士科学家共同合作,最近在太阳系外发现了两个正在形成的新的行星。这两个行