[转]模拟揭示太阳系的稀罕性

原文标题：Computer simulations put Solar System in its place
作者：Dr. Emily Baldwin   原文来自：Astronomy Now
Posted: 2008. 8. 8
关于太阳系形成的传统理论认为，我们的邻近空间充斥着与太阳系类似的天体系统。但在利用了300颗环绕其他恒星运转的太阳系外行星进行的一项研究中，科学家指出，我们的行星系统看来只是其中一个比较特殊的品种。
在第一颗太阳系以外行星发现之前，我们自己的太阳系是已知的唯一行星样本，因此天文学家没有理由认为它是不寻常的。但有了以过去15年间发现的300颗系外行星数据为基础的强大计算机模拟，西北大学的理论天文学家可以更广泛地了解行星系统的形成过程，并作出了惊人的发现：如果初始条件仅有细微的变化，我们太阳系的命运，就是行星要么被无情地扔向太阳，要么被甩向深空。
Frederic Rasio说：“现在我们知道，其他行星系统看起来与太阳系完全不同。系外行星的轨道是拉长的，并不完美，也不是圆形。行星所处的位置与我们的预期不同。有许多类似木星的巨型行星，叫做‘炽热的木星’，它们与恒星的距离非常近，轨道周期只有短短的几天。很明显，我们需要全新的开始，解释行星的形成以及所见的行星多样性。”

                               
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“金凤花”模拟。左：过重的原行星盘；右：质量不够大的盘；中：可以形成类地与气体行星的“恰当”条件，产物构形类似我们的太阳系。（图片提供：Thommes et al. Science, 8 August, 2008）

这项模拟是第一个考虑了行星系统形成开始到完成全过程的工作，焦点集中在行星从中心恒星形成后残存的普通气体尘埃盘成长的过程，还有接下来行星演化过程中的引力相互作用。在约100次模拟过程中，所得的行星系统平均情况是充满了混乱、激烈以及戏剧性的行为，并不能产生太阳系这样比较平静的产物。实际上，只有6%的模拟产生了“广义上类似太阳系”的结果，Edward Thommes说。Thommes是这周出版的《科学》杂志上相关论文的作者。
模拟表明，产生行星的初生气体盘无情地将它们推向中心恒星，它们会在这里集中，或者是被吞掉。而如果行星能逃过这一劫，在成长着的行星中，还一直有着争夺气体的激烈竞争，这样的过程非常混乱，会产生范围相当广的行星质量。或者当一颗恒星蚕食另一颗行星的地盘时，它们会频繁地被动力学共振锁定，驱使当事者环绕中心星的轨道变扁。这样的引力拖曳作用会导致飞跃弹射，让行星好象巨型星际弹球游戏那样弹过整个系统，倒霉的行星会从游戏场彻底弹走，掉入深空。
Rasio说：“如此混乱的历史看起来没有给宁静的太阳系留下多少空间，而我们的模拟显示的正是这样的情况。太阳系的形成必须需要恰到好处的条件。”

                               
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组成太阳系的熟悉的行星，但这是太阳系形成的常态吗？美国与加拿大的理论天文学家进行的新模拟认为并非如此。（图片提供：NASA/CXC/SAO）

成分“恰好”的金凤花粥很大程度上取决于原初气体盘的质量。如果气体盘的质量太大，行星形成趋于混乱过程，会产生炽热的木星以及大量的非圆轨道。如果盘的质量过小，产物不会大于海王星这样的巨型冰行星，其中只含有少量气体成分。这些极端条件解释了某些业已发现的奇特的太阳系外行星系统，但在实际情况中，我们太阳系的平静表现却象是惹人的拇指一般伸出。
Thommes说：“我们希望知道的是，这些盘中初始条件的真正范围是什么？我们在模拟中选择了很宽的范围，我们认为这已经覆盖了所有的可能性，也就是说，真正的分布位于此范围之中的某处。为真正预计太阳系类似系统的百分比，我们许多知道分布的样子。到那时，我们才能说，太阳系是‘不寻常’的。”
研究认为认为，我们太阳系这样的系统产生于形成木星或土星这样的巨行星的盘以及只形成小型行星（小于海王星）的盘之间。Thommes对Astronomy Now说“当这发生时，努力形成的行星不会因与气体盘的相互作用让轨道改变得太多，这只是由于当它们诞生时，根本就没有多少气体残留下来。这同样意味着，最大的行星不会彼此靠近，因此也不会侵犯彼此的‘私人空间’，这就避免了强烈的引力相互作用。正是这样的引力拖曳导致了大多数模拟中所见的巨型气体行星大偏心轨道，这也是迄今发现的大多数系外行星系统的情况。”
考虑寻找其他可居住的系外行星的机会，Thommes认为，我们接下来需要回答的问题是：大型行星的环境重要性如何，在我们的太阳系中，也就是土星和木星的重要性如何？他说：“举例来说，人们通常将木星的作用看作是‘保镖’，保护我们免遭来自外太阳系的彗星之害。但那其中有许多彗星是被木星安置于此的。因此问题有点麻烦，不过好消息是，我们的后院就有许多线索！”
                                                                                                                                [转自:上海网上天文台]


[ 本帖最后由 幽哎浮欧 于 2008-8-27 16:10 编辑 ]

好消息~找彗星！

是挺稀罕的

此帖是从链接看到的。
实际上，我们现在貌似不得不承认，太阳系是极为特殊的，地球更是特殊得不得了。银河系虽然有2000亿颗恒星，但是像地月系这样的系统估计不到20万个，能够有比人类更高级智慧生命的更没几个了。
不过，生命并不一定要在地球这样的环境中诞生，这点希望大家明白。

从宇宙诞生时恰到好处的物理基本规律平衡性一直到我们人类的诞生，其中充满了偶然性，以致于许多科学家认为，要解释我们的地球不存在、人类不存在比解释存在容易得多了。所以，许多科学家最后皈依了基督教，因为这些貌似真的是上帝一手创造的，关于我们当前系统恰到好处到何种程度，以下一句话能够让大家清晰了解：
当一个龙卷风刮过一片充满各种零部件和废物的田野后，我们发现它恰好组成了一辆完整可运行的汽车。

我似乎更愿意相信地球是宇宙中的唯一，
虽然数量极大，但概率极低，所以结果是1.0，
当然无法知道是不是对的，

   我绝对的相信地外生命的存在，但不一定是以我们这种形式存在的

好好探测太阳系，研究星际旅行的可能性。等到有本事飞出太阳系甚至银河系的时候，再来研究外星生命的事吧。表浪费精力和智慧了。

同意楼上观点 站在山中看山永远只能看到很片面的东西，走出去，才能看的更清楚

从宇宙诞生时恰到好处的物理基本规律平衡性一直到我们人类的诞生，其中充满了偶然性，以致于许多科学家认为，要解释我们的地球不存在、人类不存在比解释存在容易得多了。所以，许多科学家最后皈依了基督教，因为这些 ...
gohomeman1 发表于 2009-8-3 11:53

                               
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同意。但不可否认是可以组装出一辆车的，前提是足够的样本，就是说概率。

在宇宙尺度内，这个概率肯定不是唯一，但每个巧合之间的距离可能是不可及的，所以不能联系。

另外，从恒星系的行星形成模式来看，我们要建立一个看法，这个看法在《阿凡达》里有：即我们的逻辑和模式只是宇宙的一种，还有其他平行的模式，而我们不能用我们的模式解释它，只能尊重它。

这一点，在殖民时代的时候就适用。只是一种文化毁灭了另一种。这是人类的愚蠢。

12# benlinliu

等待2018年E-ELT投入运行，到时候就能直接看到我们附近恒星系统中的类地行星了。

gohomeman1 发表于 2009-8-3 11:53

                               
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从宇宙诞生时恰到好处的物理基本规律平衡性一直到我们人类的诞生，其中充满了偶然性，以致于许多科学家认为 ...

这句解释调侃的恰到好处啊。。精辟。

gohomeman1 发表于 2010-3-12 10:31

                               
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12# benlinliu

等待2018年E-ELT投入运行，到时候就能直接看到我们附近恒星系统中的类地行星了。 ...

那计划不是已经缩水了么,真担心会彻底取消

gohomeman1 发表于 2009-8-3 11:44

                               
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此帖是从链接看到的。
实际上，我们现在貌似不得不承认，太阳系是极为特殊的，地球更是特殊得不得了。银河 ...

目前的技术也探测不到小的类地行星