文/應(yīng)小紅

神秘的北落師門(mén)b

文/應(yīng)小紅

在秋夜的南方天空中，引人注目的亮星大概只有北落師門(mén)和土司空了。而且北落師門(mén)是一顆孤獨(dú)的星，周圍再?zèng)]有其他的比較亮的星，于是北落師門(mén)就成了我國(guó)大部分地區(qū)在秋夜能夠看到的最靠南的亮星。

作為秋夜南天中不多的一顆亮星，北落師門(mén)自然受到了極大地重視。在古代，看待一個(gè)國(guó)家的軍隊(duì)是否昌盛，出兵打仗如何，國(guó)家是否安寧，都是通過(guò)此星占卜得出。

關(guān)于北落師門(mén)b神秘天體的傳說(shuō)起于2008年的11月份，當(dāng)時(shí)研究哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的科學(xué)家們宣布在北落師門(mén)恒星系統(tǒng)周圍發(fā)現(xiàn)了一顆行星正圍繞其公轉(zhuǎn)，該系統(tǒng)距離地球大約25光年，位于南魚(yú)座方向上。這是人類通過(guò)哈勃天文望遠(yuǎn)鏡第一次直接拍攝到太陽(yáng)系以外的行星，這個(gè)看上去類似“邪王真眼”的星系距離地球25光年。在此之前，那里被認(rèn)為是一片毫無(wú)生機(jī)的塵埃云。

北落師門(mén)即“軍門(mén)”的意思，“師門(mén)”指軍門(mén)，“北”指方位，“落”是指天之戰(zhàn)場(chǎng)上那些藩落籬笆等布防設(shè)施。值得一提的是，漢代長(zhǎng)安城的北門(mén)就叫做“北落門(mén)”，其意義就是來(lái)源于這顆“北落師門(mén)”。北落師門(mén)屬北宮玄武的室宿，同時(shí)也是南魚(yú)座的主星，距離地球約25.1光年。其視星等為1.16，屬一等星，是除太陽(yáng)外，在地球上能看到的第18位亮星。

古代波斯將北落師門(mén)，畢宿五，心宿二，軒轅十四稱為四大王星，這主要是因?yàn)檫@四顆星距離黃道很近，而且四顆星幾乎均勻的分布在黃道上。

科學(xué)家研究新拍攝的圖片發(fā)現(xiàn)，北落師門(mén)星周圍的碎石帶要比之前預(yù)想的更為寬廣，大概距離主星有140至200億英里。在北落師門(mén)周圍，距離北落師門(mén)133至158個(gè)天文單位的地方，圍繞著一圈圓盤(pán)狀塵埃云。1998年，人們通過(guò)觀測(cè)和推測(cè)，認(rèn)為塵埃云中很可能已經(jīng)產(chǎn)生了行星。

2006年10月，羅切斯特大學(xué)的Alice C．Quillen教授預(yù)測(cè)到了此行星的存在。2008年5月，加州大學(xué)伯克利分校的Paul Kalas從哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在2006至2008年間拍攝的照片中成功找出此行星的位置。該行星的影像于2008年11月13日公布，也是目前唯一一顆通過(guò)光學(xué)方式發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系外行星，并命其名為北落師門(mén)b。北落師門(mén)b的大小約與木星相彷，質(zhì)量約在木星質(zhì)量的0.054倍到三倍之間，約海王星的質(zhì)量到三個(gè)木星的質(zhì)量之間。北落師門(mén)b距離北落師門(mén)約170億公里，公轉(zhuǎn)周期約872年。

2011年9月和10月前后，美國(guó)科學(xué)家使用“阿塔卡瑪大型毫米／亞毫米望遠(yuǎn)鏡陣列”觀測(cè)北落師門(mén)星系，發(fā)現(xiàn)圍繞北落師門(mén)的行星比原先認(rèn)為的要小得多。通過(guò)ALMA的圖像以及結(jié)合計(jì)算機(jī)的模擬結(jié)果，科學(xué)家認(rèn)為，北落師門(mén)塵埃環(huán)的邊緣效應(yīng)正是由于受到了來(lái)自兩顆行星引力的影響，其中一顆更靠近恒星，而另一顆靠近外圍的塵埃環(huán)。計(jì)算結(jié)果還表明，這兩顆行星都比火星大，但并不比地球大太多倍。

ALMA的研究表明，塵埃環(huán)的寬度約為日地距離的16倍，而其厚度約為其寬度的七分之一。該環(huán)與其所圍繞的恒星之間的距離，約為日地距離的140倍。

北落師門(mén)b是第一顆以可見(jiàn)光直接觀察的系外行星，也是自海王星被預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)之后第一個(gè)有影像的行星，并且是第一顆根據(jù)他與巖屑盤(pán)的交互作用而被正確預(yù)測(cè)到的行星。它也被認(rèn)為是在我們的太陽(yáng)系之外曾取得影像的溫度最低、質(zhì)量最小的天體。

2012年10月，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，美國(guó)宇航局科學(xué)家通過(guò)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的最新觀測(cè)發(fā)現(xiàn)在著名的北落師門(mén)恒星系統(tǒng)中確實(shí)存在一顆巨型系外行星，天文學(xué)家認(rèn)為這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)似乎將已經(jīng)被宣判死亡的恒星系統(tǒng)“復(fù)活”了，同時(shí)把這個(gè)神秘的天體系統(tǒng)喻為“僵尸的世界”，與以萬(wàn)圣節(jié)為主題相呼應(yīng)。在此之前，北落師門(mén)b天體被認(rèn)為是一片巨大的塵埃云，很顯然哈勃望遠(yuǎn)鏡的最新發(fā)現(xiàn)與此結(jié)論存在出入。

對(duì)于哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)，一些天文學(xué)家對(duì)北落師門(mén)b行星的真實(shí)存在性提出了質(zhì)疑，針對(duì)研究小組對(duì)該天體的亮等報(bào)告，有人認(rèn)為該天體只是北落師門(mén)恒星系統(tǒng)中的塵埃云，而事實(shí)上斯皮策紅外空間望遠(yuǎn)鏡一直無(wú)法探測(cè)到該天體的紅外信號(hào)，懷疑論還提到北落師門(mén)b行星處于的軌道速度太快了。但是根據(jù)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡在2004年和2006年對(duì)北落師門(mén)天體系統(tǒng)的觀測(cè)表明，科學(xué)家再次探測(cè)到了北落師門(mén)b的信號(hào)。

觀測(cè)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在能夠?yàn)樽约旱挠^測(cè)成果正名并計(jì)算出北落師門(mén)b的幾條潛在軌道。北落師門(mén)b的軌道并非平常普通的橢圓形軌道。作為一顆星際行星，它的運(yùn)行軌跡更像彗星，而活動(dòng)的范圍則有木星那么大。衛(wèi)星最近離主星46億英里，最遠(yuǎn)則長(zhǎng)達(dá)270億英里。北落師門(mén)b走完整個(gè)軌道大約需要2000年。

觀測(cè)小組猜測(cè)，導(dǎo)致北落師門(mén)b奇怪運(yùn)動(dòng)軌跡的形成原因，可能是受到星系內(nèi)其他類行星物質(zhì)的影響。這類類行星物質(zhì)很可能將北落師門(mén)b推離主星，讓其飄至星塵帶之外。星塵帶有一處明顯的裂痕，這很可能是還沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)的行星的軌道?，F(xiàn)在還沒(méi)有明確的證據(jù)顯示北落師門(mén)b會(huì)穿過(guò)星塵帶。如果他們的軌道有交集，那么到了2032年，一些宇宙物質(zhì)會(huì)隨著北落師門(mén)b的運(yùn)動(dòng)進(jìn)入行星的大氣層。