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太空画家绘制宇宙 解析另类外星世界"诞生"过程

http://www.kexue.com 2012-12-14 09:45:26 腾讯科学  发表评论

  如果你读过一些关于外星人的报道,那么你可能熟悉美国太空画家丽娜特·库克(Lynette Cook)的工作。早在1995年,科学家发现第一颗主序星周围轨道上存在的系外行星51 Pegasi b(飞马座51b)时,她就绘制了这颗行星世界的想象图,从那时开始,丽娜特·库克已经绘制出许多著名的系外行星世界想象图,其中包括比较有名的Kepler-35b和Gliese 581g系外行星,这些星球上被认为存在可支持生命的条件,但是也有科学家认为其中一些被确认的系外行星可能不存在。

  太空画家丽娜特·库克在接受采访时讨论了她如何绘制系外行星的构想,以及这些形象图如何帮助人类了解这些边远的迷人世界。图中显示的是白矮星GD 362将一颗系外行星拖入坠落轨道粉碎的情景,库克认为这个情节有助于显示白矮星周围存在一个被撕裂的世界,抛弃物质形成了一个岩石环结构。库克认为当自己和其他天文学家一起工作时都会注意细节上的描绘。

  那么,系外行星到底会是什么样的呢?库克对此解释为我们应该知道系外行星所公转的恒星系统中的恒星是属于何种类型,比如是否像我们的太阳,或者是否为红矮星等。而且我们还需要知道恒星与这颗系外行星之间的距离,因为这个距离可以告诉我们这颗行星表面温度范围,以及该行星是否属于恒星周围的可居住带、是否距离恒星过于遥远而温度极低。最后我们还要知道这颗行星的质量,因为这个信息透露它是一颗气态行星还是一个岩质行星。

  综合所有的参数,我们就可以推出这颗行星所处的空间环境,如果是处于可居住带上的行星,那么我们还需要设想下那儿是否要显示出液态水的效果。如果在可居住带的内侧边缘,那么这颗行星上可能有液态水,但两极地区不可能存在太多的冰层或者极冠。如果该行星处于可居住带的外层边缘上,那么可能都存在液态水和冰冻的水。但行星处于十分靠近恒星的轨道上时,它的表面很可能十分酷热,而且可以看到熔融状态的物质。

  图中显示的就是巨蟹座55(55 Cancri)天体系统上可能出现的景象,在库克撰写的《无限世界》一书中根据当前的观测数据披露了该行星系统中系外的行星上可能存在的景象。科学家设想了在可居住带上行星可能出现的液态水世界。然而,有人提出为什么系外行星的想象图中没有出现“月亮”,这是因为根据科学家的观测数据,还没有发现这些行星周围轨道存在小卫星。

  创作一幅系外行星的想象图是一个漫长的过程,因为需要根据观测数据来推测,为这颗行星量身定做一个空间环境,期间也需要团队协作。比如与系外行星猎人杰夫·马西(Geoff Marcy)对这颗星球的空间以及表面环境进行探讨,确定想象图上应该显示出该星球的特征。通过讨论后库克才会开始制作简单的草稿,并继续修改,当成一件艺术品来完成。图中显示的是被喻为塔图因星球的开普勒-35b系外行星,通过库克和另一位创作家威廉·威尔士(William Welsh)的修改,这张图像直观地描绘出开普勒-35b行星围绕着它们系统中恒星公转的画面,而且行星上的雷电和明亮的极光也格外突出。

  创作一幅较好的系外行星想象图至少要几个星期,从某种意义上说,如果一个天文学家发现了令人兴奋的东西,比如“双胞胎”地球,那么库克可能比我们都最先知道这颗星球上发生了什么。室女座70、大熊座47以及HD 222582黄矮星系统中可能存在可居住带上的行星,而且是对于HD 222582b行星,空间科学家杰夫·马西认为这个系外行星位于高椭圆轨道上,看似黑暗的行星可能存在孕育生命的卫星,图中显示的便是这颗行星的情景,库克设想这颗行星的卫星上存在液态水。(Everett)

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