03.02 在銀河系中,離恆星最近的行星有多近?為什麼可以這麼近?

扭轉科學


銀河系有約4000億顆恆星,這個數據只是根據觀測測算出來的,並非是一顆一顆數出來的。

比如我們知道了銀河系的質量為太陽的2100億倍,而太陽是一顆黃矮星,在銀河系只佔約10%,比太陽大的恆星只佔5%左右,而比太陽小的紅矮星卻佔80%以上,這樣就能夠推算出了銀河系恆星的大致數量。

人類不但還沒有那個能力觀測到銀河系的所有恆星,更沒有能力觀測到所有的行星,所以銀河系距離恆星最近的行星有多近,還沒有任何人能夠給出準確回答。

現代觀測發現,幾乎每顆恆星都帶有行星,且不止一顆,尤其是紅矮星這種小個頭恆星,行星普遍存在。

這樣,可以認為,在整個整個銀河系中,行星的數量是數以萬億計的,這些行星距離恆星有近有遠,一般來說,紅矮星系統的行星會更靠近恆星一些。

我們現在無法知道銀河系中距離恆星最近的恆星有多近,只能大致的說一下已經發現的太陽系外行星,有幾個距離恆星較近的行星。

距離我們最近的恆星是半人馬座a星,這是一個三合恆星系統,有A、B、C三顆恆星。其中的C星距離我們最近,只有4.22光年。由於半人馬座a星C是我們太陽系最近的鄰居,所以又被稱為比鄰星。

現在可以確定的是比鄰星至少有一顆行星相伴,叫比鄰星b。這顆行星距離比鄰星只有700萬公里,是我們太陽系距離太陽最近的水星,距離太陽5790公里約8分之一。

這大概是人類發現距離恆星最近的行星,這顆行星質量為地球的1.3倍,公轉週期為11天。別看它距離比鄰星很近,但由於比鄰星的體量小,熱度和亮度都較低,研究認為其軌道正在宜居帶以內,可能具備生命繁衍的環境。

距離地球6光年的巴納德星已經發現至少2顆行星,其中一顆質量約木星的0.8倍,另一顆為0.4倍,都是比地球大很多的行星。

這幾顆行星距離恆星位置都比地球遠,前者距離2.7天文單位,後者距離3.8天文單位。

這兩顆恆星都是紅矮星,質量都小於太陽很多,亮度也較弱,所以雖然是迄今發現距離地球最近的恆星,但肉眼都看不到。要藉助天文望遠鏡才能夠看到一個亮點。行星就更看不到了,只是根據引力攝動和遮光現象計算出來的。

現在通過各類天文望遠鏡,尤其是哈勃望遠鏡、行星探測望遠鏡等探測,已經發現系外行星數千顆,其中類地行星千餘顆,所謂宜居帶行星上百顆。

這些行星有的與地球有些類似,就被炒作成什麼地球的大表哥、超級地球等,雖然名字叫得好像與地球很親近,實際上環境相差很大。

發現的太陽系外行星質量都比地球大,迄今沒有比地球小的行星被發現。

這有兩個原因,一是目前人類的探測手段還很弱,幾乎所有行星都是靠計算出來的。直接觀察到的行星不到10顆,而且即便是直接觀測到的行星也只是一個很模糊的光影(見上圖)。

有的行星距離恆星很近,是因為這些恆星都很小,在恆星誕生時產生的帶電粒子風(恆星風)沒有我們太陽這樣強勁,引力效應也沒有這麼大,因此一些行星就不會被甩遠。如比鄰星質量只有太陽的八分之一,表面溫度約太陽一半,亮度是太陽的一千多分之一;巴納德星也很小,質量只有太陽的17%,表面溫度3000K,亮度只有太陽的萬分之四。

但巴納德星的兩顆行星都屬於氣態行星,因此距離主恆星會遠一些,這是因為恆星風會將更輕的物質吹遠。我們地球最近的氣態行星木星距離太陽有5個多天文單位。

迄今為止,科學界給出的恆星生成機制都基本是一樣的,都是起源於一坨巨大的分子云(星雲)。

這些分子云在自身引力下的不斷收縮和坍縮,由於收縮不平衡必然導致旋轉,並形成恆星吸積盤。

隨著收縮越來越緊密,中心巨大引力壓力和高溫導致核聚變,恆星胚就在中心生成了。

恆星生成後會吸聚整個恆星系絕大部分質量,剩下的極小一部分邊角餘料殘渣餘孽就形成了行星和小行星,這些行星和小行星會繼承原恆星吸積盤的角動量,圍繞著恆星旋轉。

這些行星距離恆星遠近除了上述引力和恆星風原因,還有一定的隨機偶然性。

就是這樣,歡迎討論。


時空通訊


在銀河系中,離恆星最近的行星是那個?可以這樣告訴你,沒有最近,只有更近,至於距離能近到多少,小行星可以近到擁抱之前的瞬間,而大行星一般的近到類地行星的衛星的距離。



目前銀河系究竟有多少顆恆星,天文學界還得不到具體情況,也可以說,目前掌握的銀河系裡的恆星,只能算銀河系裡的滄海一粟,僅僅靠這極少的恆星,就大言不慚的以掌握銀河系來高談闊論,是不是太無知者無畏了。

其實發現不是難題,關鍵是發現規律、本質,而不是靠猜想。


比如銀河系這樣的星系,它的本質是物質三態循環演化的完整版,僅從星星演化上來看,行星階段可以分為三個階段,既遠日行星、巨行星、類地行星,遠日行星是中心恆星超新星事件後射到柯伊伯帶的大殘塊演化而來,巨行星則是遠日行星在成長過程中日積月累慢慢長大的。類地行星則是中心恆星超新星事件後的核心殘塊。

因此,類地行星都靠中心恆星近,但是類地行星屬於瘦死的駱駝比馬大,但類地行星畢竟渺觀物質損失殆盡,也只能一步步的走向死亡——飛蛾撲火般的慢慢降低軌道半徑,不過殘存的渺觀物質還是能維持類地行星最後形成類地衛星,比如月亮。


所以這個問題,不能一個個的恆星拎出來比較,而是看它們運行到那一步。比如太陽系的水星,它就仍然運行在安全軌道內,而月球則是在原始地球太陽時期要飛蛾撲火時,原始地球太陽超新星事件了,月亮也就隨後成了伴隨地球的衛星。


詩人的眼睛83314


恆星與行星的最短距離,決定於恆星質量大小和星系總角動量。

太陽是銀河系中的中等、最正常恆星;太陽系的總角動量也是平均正常的;太陽系算是“長壽”星系。一般說,大於太陽質量的恆星,壽命都短於太陽,而且其星系總角動量也基本上是大於太陽系的,其行星很難“親近”其主星的;小於太陽質量的恆星,壽命比太陽長,而且其星系總角動量也基本上小於太陽系,這時,其行星可以更靠近其主星。

另外,還有一大批,褐矮星的星系,其主星質量大概只太陽的一半大小。好像有報道說,只有太陽十分之一大小的“氫氣球星”,也能核聚變,即褐矮星。這樣的小恆星星系,其行星可以比太陽---水星之間距離的100分之一還小。

宇宙之大,無奇不有,星系中恆星與行星間的最小距離,比照太陽---水星之間的距離考慮,100分之一至10000分之一,應該都有。


譚宏21


上個世紀九十年代天文學家首次確認系外行星的存在,經過兩代系外行星探測器的探測,天文學家已經發現了數千顆系外行星,其中和地球在各方面都比較相近的“超級地球”也有幾十顆。這些系外行星被分為幾大類包括:類木行星、類海王行星、迷你海王星、類地行星等。其中比較典型的是開普勒-90恆星系統,含有八顆行星,和太陽系一樣成為目前已知行星最多的恆星系統。

我們知道一顆行星和其母星之間的距離是有極限值的,如果距離過近在巨大的潮汐力作用下就可能被撕裂成碎片,變成類似於行星環的東西。

天文學家藉助開普勒衛星探測器在2011年8月25日發現了一顆比較特別的系外行星,這顆行星的編號為PSR J1719-1438 b,繞著一顆脈衝星在運動。這個系統的前身也比較特殊,是一個雙合星系統,其中一顆恆星較大會變成中子星,另外一顆會變成白矮星。就在小質量恆星處在紅巨星階段的時候,大質量恆星發生超新星爆炸,巨大的衝擊剝離了紅巨星,丟失了大量的物質,這顆恆星被重新分類為主要由碳和氧組成的行星,也就是鑽石行星。


這顆行星的運行軌道距離其母星非常近,平均距離為0.89個太陽半徑,繞其恆星一週僅僅2.17小時。如果把這顆行星軌道等比例放在太陽系內,這顆行星將會在太陽肚子裡進子運動。


科學黑洞


我們現在探測系外行星的主要辦法還是凌日法,而距離恆星比較近的行星通常體積會很小,沒有那些距離恆星遠一些的氣態行星大,所以觀測這些距離恆星近的行星非常困難。換句話說,我們現在看不到距離恆星很近的行星。

那我們只能來看看,行星理論上到底可以距離恆星多近。

我們知道萬有引力公式,上圖中右側那個行星,左側一丟丟的部分的引力,F引=Gmu/r²,G是萬有引力常數,m是行星的質量,u是距離恆星近的那一部分質量,r是行星的半徑。

潮汐力可以簡單看做行星中心和行星邊緣的引力差,F潮=GMu/(d-r)²-GMu/d²,若r遠遠小於R,則近似整理後得到F潮=2GMur/d³。

如果行星自身的引力,大於恆星的潮汐力,那麼這顆行星就可以存在。如果潮汐力大於行星自身的引力,那麼行星就會被潮汐力撕碎。我們得到一個界限,就是F引=F潮,此時聯立剛才兩個式子,得到d=r(2M/m)^(1/3)。

好了,這個d就叫做洛希極限。當然了,這裡是一種最簡單的計算方法,我們把衛星看成剛體。現實中還有流體洛希極限之類的。

題主問的是,行星最近可以距離恆星多近,就可以根據這個來計算,如果是剛體行星的話,我們要知道恆星的質量以及行星的質量,就可以計算出這顆行星距離恆星最近可以多遠。

例如我們的太陽系,如果是地球的話,剛性洛希極限就是556397公里,如此靠近太陽的話,地球就會被太陽引力撕碎。


蛋科夫斯基


感謝提問,要搞清楚這個問題,我們首先得知道銀河系有多大。

早在今年3月份的時候,科學家根據美國美國太空總署(簡稱“NASA”)的哈勃太空望遠鏡和歐洲航天局蓋亞的相關觀測數據重新對銀河系的質量進行了估算,得出的最新結果為銀河系約為1.5萬億倍太陽質量。這是什麼概念呢?

我們都知道,太陽是太陽系的中心恆星,總質量約為1.9891E+27噸,相當於地球質量的約333461倍,而銀河系的質量達到了2980萬億億億億噸,足足是地球質量的50億億倍有餘。

據觀測,銀河系隸屬於本星系群,自身大致呈扁球體,由巨大的盤面結構組成,圓盤直徑約為20萬光年,目前科學家普遍認為的是在銀河系內至少有1500億~4000億顆恆星,這就意味著在如此龐大的數字面前,應該存在著很多的可能,並且由於條件的限制人類對於銀河系還有許許多多的未知,因此關於“離恆星最近的行星有多近”這個問題咱沒有確切的答案,未來可能會隨著人類對銀河系乃至整個宇宙認識的加深,終將有“撥雲見日”的那一天。

對於我們所在的太陽系而言,水星是距離恆星(太陽)最近的行星,與太陽的平均距離約為57409050公里(水星的近日點和遠日點分別為46001200公里和68816900),相比於地球到太陽平均距離149597870公里的約2/5,比地球到太陽的距離整整近了9000多萬公里。也正是由於水星距離太陽非常近,因此它也成了太陽系內公轉速度最快、晝夜溫差最大的行星,公轉一圈約88個地球日,也就是說火星上的一年還不到3個地球月。

不僅如此,由於距離太陽很近,受到太陽輻射作用就越強,在水星表面白天的溫度最高可達427度,到了晚上最低可降到零下173℃,溫差竟然達到了整整600度,比超真空狀態下的月球白天最高160℃、夜間最低零下180℃還要嚴苛。

但當我們將視線轉向太陽系之外,或許會被銀河系內一顆被命名為NGTS-10b的行星所吸引。這顆行星是2015年~2016年美國航天局和歐空航天局在長達約8個月的時間裡觀測到的,它距離地球約1060光年(光年是距離單位,表示光一年所穿越的距離,1光年大約為10萬億公里),其體積和質量分別是太陽系“行星之王”木星的1.2倍多和2.1倍多。

科學家還注意到,NGTS-10b圍繞的恆星體積和質量大約相當於太陽的7成,屬於一顆K型橙色恆星且年齡大約有100億歲,而且這顆行星的公轉軌道極為接近其宿主恆星,大約在其洛希限(小質量天體可以被大質量天體引力撕裂的最大距離)的1.46倍左右,估計到其宿主恆星的距離還不到150萬公里。

NGTS-10b行星的公轉軌道到其中心恆星的距離比水星到太陽的距離還要近很多,並且它的體積比木星還要大,因此被稱為“熱木星”。由於這個行星距離繞轉的恆星非常近,因此公轉週期非常的短,僅用18.4小時就能公轉一圈。這是什麼意思呢?

我們平常經常聽說“天山一天地上一年”這句話,我們居住的地球自轉一圈約24小時、公轉一圈約365天,這就相當於如果站在NGTS-10b行星上每18.4小時就相當於地球的一年,它的一年甚至要比地球上的一天還要短5.6小時。

不過,由於NGTS-10b行星處在其中心恆星洛希限的邊緣,這也就意味著這顆系外行星正處在被其中心恆星潮汐鎖定並毀滅的邊緣,表現為它的兩極逐漸被拉平並向赤道方向收縮,而不再是呈一個豐滿的球體。大約再過3800,NGTS-10b將穿過洛希限的臨界點而被主恆星撕裂吞併。

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地理那些事


這宇宙間的神奇詭異之事,大有神鬼莫測之勢。距離恆星最近的行星是那個?沒有一個,只有之一。因為宇宙太大太複雜了,弄不清楚的現象太多了。

要說距離最近的恆星和行星有多少對,真的是不好說。但是人們還是觀測到其中之一。在距離地球400光年的地方,就發現有一顆距離其母恆星最近的小行星,這個小行星距離母恆星只有160萬公里。它公轉一週只用8.5小時。若是和太陽最近的水星相比,其距離僅是太陽和水星之間距離的四十分之一。這顆小行星離恆星太近了,受恆星的暖身,其表面溫度高達2000℃。實際上就是一個岩漿構成的液狀球體。就象鐵水般狀態的行星。天文學家為其取名為開普勒78B。


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