巨大的行星环比土星环大200 倍

说到行星环，我们首先想到的就是土星美丽的土星环。土星也是第一颗被发现具有行星环的行星。太阳系中的其他几颗巨行星实际上也有自己的光环，尽管其中大多数并不明显。虽然土星光环的平均厚度只有20米，但其范围几乎相当于土星半径的两倍。除了天王星，其他行星的光环与土星光环相比，充其量只是一个“呼啦圈”。

虽然土星环可以称霸太阳系，但在拥有数千亿颗恒星的银河系中，土星环充其量也就是一个“游泳圈”。一定有拥有巨大行星环的系外行星，比如今天要说的被称为“超级土星”的J1407 b。

J1407 b的主星J1407（V1400岑）是一颗类太阳恒星，距离我们400多光年。这颗恒星在质量和大小方面几乎与我们的太阳完全相同。唯一不同的是它太年轻了，只有1600万年左右。与46亿岁的太阳相比，它只是一个小小的“满月”。婴儿。

2007年，天文学家发现这颗恒星的亮度突然变暗，经过仔细观察，原来这里发生了日食。日食的出现起初并不令人意外，说明恒星周围可能有行星存在。当行星在恒星和我们之间运行时，会出现凌日现象。

只是这次日食比较诡异：一般通过凌日法发现系外行星时，由于系外行星离我们很远，行星对恒星的遮挡非常有限，恒星的亮度变化很大微弱地。但是这次日食的深度非常大，就是被挡的多了。

其次，平时看到的日食过程非常有规律，而这次的整个遮挡过程却非常复杂；而这次日食持续了将近两个月。根据种种迹象，天文学家推测挡住这颗恒星的可能是一颗拥有巨大行星环的气态巨行星。

行星环我们再熟悉不过了，太阳系也有现成的样本。虽然土星环的起源至今仍有争议，但很多人认为它可能是土星的卫星，后来被小行星或其他天体撞击，或因轨道衰减落入土星洛氏极限。另一方面，它是另一个主要由水冰组成的天体。它的强度不行，很容易被土星的潮汐力瓦解，从而在土星周围形成一个碎片环。

因此，有科学家认为，J1407b也可能因为潮汐力的作用，将周围的天体解体，或者干脆被大天体撞击，从而形成了这个环状残骸。

但很快就发现不对劲：如果是碎片，那残骸太大了。土星的光环再大，也在土星的罗氏极限之内，但J1407b的光环已经远远超过土星的罗氏极限，几乎达到了希尔球的半径。

希尔球可以理解为：如果一个小天体想成为一个星球的卫星，那么你必须在这个星球的引力控制范围内，而这个范围就是这个星球的希尔球。

一个是引力强大到足以撕裂天体的区域，另一个是只受引力控制的区域。两者之间的差距可想而知。根据观测数据，天文学家估计J1407 b的星环直径已达到1.8亿公里（约1.2天文单位），是土星环的近200倍。如果把J1407 b放在太阳的位置，它的星环甚至接近金星的轨道。因此，有科学家认为，J1407b的星环应该不是像土星环那样成熟的行星环，而是行星形成时留下的星周盘（CSDs）。

根据行星形成理论，这里原本是一个由重力聚集而成的气盘。大约几百个万年之后，行星的胚胎在圆盘中央诞生，气盘变成了一个星圈。盘子。星周盘继续向中心行星输送气体和尘埃，充当吸积盘。当星周盘中的气体被剥离后，由于只剩下固体尘埃和碎屑，星周盘的黏度会大幅下降，从而导致整个星盘向四面八方扩散，因此一个巨大的环状行星盘将形成。

这个环行星盘不像土星环那么成熟和稳定，它还处于过渡阶段。这里的尘埃颗粒会聚集成团，然后逐渐演化成行星的卫星，同时在行星盘上留下相应的空隙，也就是卫星腾空的轨道区域。 J1407 b行星盘的总质量与地球相当，天文学家发现这里似乎出现了一些卫星天体。

当一切猜测似乎都快要水落石出时，一个关键问题开始困扰着天文学家。

从2007年的第一次日食到后来的2015年，这颗恒星8年没有发生过类似的日食。所以天文学家无法知道行星的轨道周期，甚至无法知道它是否在绕着那颗恒星运行。

2018年，在第一次日食发生10年后，天文学家整理了1890年至1990年长达一个世纪的照片数据，但仍未发现恒星变暗的记录。不过，这次天文学家也对这颗行星给出了一些初步判断：它可能是一颗质量是木星5到20倍的气态巨行星，以椭圆轨道围绕恒星J1407公转，大概率公转期限在14到17年之间。也就是说，如果推测正确的话，这颗行星应该会在2021年到2024年间再次凌日。但是到2023年的今天，我们仍然没有在J1407上看到第二次日食。

如果J1407 b真的与这颗恒星无关，考虑到它的质量可能是木星的20倍（妥妥的是一颗褐矮星），那么这个巨大的行星环可能根本就不是行星环，而是一颗独立的行星系统。

也就是说，J1407 b其实是一颗新形成的恒星（不能说是恒星，毕竟质量不够，只能算是垂死的恒星），它的星周盘其实是一个原行星盘。那些在这里诞生的卫星其实每个人都是一颗星球。未来，随着行星的形成，原行星盘将逐渐消散，一个微型行星系统将由此诞生。

不过，这种猜测只能说是有可能，但并不比星球的猜测更有可能。目前的主流观点

点还是认为这是一颗围绕恒星运行的拥有着高偏心率轨道的行星。

不管是独立的行星系统也好，行星的星周盘也罢，一切还得靠证据说话。毕竟现在离预测的 2024 年还有段时间，而且 2024 也不是准确的截止期限，14~17 年的周期只是根据仅有的那次观测数据给出的大致预测。

假如将来我们真的再次观测到 J1407 b 的凌日现象，这次我们应该不仅能判断它到底是不是一颗行星，同时还能对它以及它的行星环有更详细的认识。因为相较于当年，今天我们有了个研究系外行星的利器，就是韦伯（韦布）空间望远镜。

韦伯望远镜配备的近红外光谱仪不仅可以揭示该行星环的颗粒大小和成分组成，甚至于，因为这些行星环中的卫星仍在形成过程中，所以它们如果有着自己的“卫星环”的话也能被识别出来。最后 J1407 b 究竟会不会再次凌日，那就让我们拭目以待吧。

本文来自微信公众号：Linvo 说宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo