說到行星環(huán)我們首先想到的肯定是土星那漂亮的土星環(huán)，土星也是最早被發(fā)現(xiàn)具有行星環(huán)的行星。太陽系其他幾個巨行星其實多少也都有自己的環(huán)，不過它們大部分都不明顯。土星環(huán)雖然平均厚度只有 20 米，但它的范圍差不多相當于兩倍土星半徑。除了天王星，其他行星環(huán)和土星環(huán)相比頂多就是個“呼啦圈”。

雖然土星環(huán)在太陽系能稱王稱霸，但在擁有著上千億顆恒星的銀河系中，土星的環(huán)充其量也就是個“游泳圈”。有著巨大行星環(huán)的系外行星肯定有，比如今天要說的這個被稱為“超級土星”的 J1407 b。

J1407 b 的宿主恒星 J1407（V1400 Cen）是一顆距離我們四百多光年的類太陽恒星。這顆恒星無論是質量還是個頭都和我們太陽幾乎一模一樣，唯一不同的就是它太年輕了，只有大約 1600 萬歲，這和已經 46 億歲的太陽比起來，也就是個剛過“滿月”的小 baby。

2007 年，天文學家發(fā)現(xiàn)這顆恒星的亮度突然變暗了，經過仔細觀察，原來這里出現(xiàn)了日食。出現(xiàn)日食原本并不奇怪，說明恒星的周圍可能有行星嘛，當行星運行到恒星和我們之間時就會出現(xiàn)凌日現(xiàn)象。

只是這次的日食比較怪異：平時通過凌星法發(fā)現(xiàn)系外行星時，由于系外行星距離我們非常遠，行星對恒星的遮擋很有限，恒星的亮度變化非常微弱。但是這次的日食深度很大，也就是被遮擋的比較多。

其次，平時看到的日食過程一般都很規(guī)律，但是這次的整個遮擋過程非常復雜；還有就是這次日食時間非常長，前后持續(xù)了將近兩個月。根據(jù)種種跡象天文學家推測，遮擋恒星的可能是一顆擁有著巨大行星環(huán)的氣態(tài)巨行星。

行星環(huán)我們熟啊，太陽系里就有現(xiàn)成的樣本。雖然土星環(huán)的起源目前仍然存在爭議，但是不少人都認為它可能原本是土星的一顆衛(wèi)星，后來遭受了小行星等天體的撞擊，或者由于軌道衰減落入了土星的洛希極限，加上它又是一顆主要由水冰構成的天體，本身的強度就不咋地，很容易被土星的潮汐力瓦解，從而形成了環(huán)繞土星的碎片環(huán)。

所以一些科學家認為 J1407 b 可能也是因為潮汐力原因，瓦解了它周圍的天體，或者干脆遭受了某個大天體的撞擊，從而形成了這片環(huán)狀殘骸。

但是很快人們發(fā)現(xiàn)不太對勁：如果是碎片殘骸的話，這片殘骸未免也太大了。土星的環(huán)人家再大也都還在土星的洛希極限內，但是 J1407 b 的環(huán)已經遠遠超出了行星的洛希極限，已經快到了希爾球半徑。

希爾球可以理解為：一個小天體如果要想成為一顆行星的衛(wèi)星，那你必須在這顆行星的引力控制范圍內，這個范圍就是這顆行星的希爾球。

一個是引力強到能把天體撕碎的范圍，一個是僅僅受到引力控制的區(qū)域，兩者差距可想而知有多大?；谟^測數(shù)據(jù)天文學家估算，J1407 b 它的星環(huán)的直徑達到了 1.8 億公里（差不多 1.2 個天文單位），將近是土星環(huán)的 200 倍。如果把 J1407 b 放到太陽的位置，它的星環(huán)甚至都快到了金星軌道。所以有些科學家認為，J1407 b 的星環(huán)應該并不是土星環(huán)那樣的成熟行星環(huán)，而是行星正在形成時留下的星周盤（CSDs）。

根據(jù)行星形成理論，這里原本是一個由引力聚集而成的氣體盤，大約經過幾百萬年，行星的胚胎誕生于圓盤中央，此時氣體盤便成為了一個星周盤。星周盤會繼續(xù)把氣體和塵埃向中心的行星輸送，充當了吸積盤的作用。當星周盤中的氣體被剝離干凈后，由于只剩下了固態(tài)的塵埃和碎片，星周盤的粘度會明顯下降，這會導致整個盤面向四周擴散變大，于是一個巨大的環(huán)狀行星盤便形成了。

這種環(huán)行星盤并不像土星環(huán)那樣成熟穩(wěn)定，它仍屬于過渡階段。這里的塵埃顆粒會聚集成團，然后逐漸演變成這顆行星的衛(wèi)星，同時在行星盤中會留下相應的間隙，也就是被衛(wèi)星清空的軌道區(qū)域。J1407 b 行星盤的總質量與地球質量相當，天文學家發(fā)現(xiàn)這里似乎已經出現(xiàn)一些衛(wèi)星天體。

看似一切猜測都將水落石出時，一個關鍵問題開始困擾天文學家。

從 2007 年的首次日食到后來的 2015 年，8 年時間里那顆恒星再也沒有出現(xiàn)過類似的日食。因此天文學無法得知這顆行星的軌道周期，甚至都不確定它是不是在圍繞著那顆恒星公轉。

2018 年，此時具首次日食已經過去了 10 年，這次天文學家又整理了從 1890 年到 1990 年長達一個世紀的照片數(shù)據(jù)，但是仍然沒有發(fā)現(xiàn)該恒星有過變暗的記錄。不過這次天文學家對這顆行星也給出了一些初步判斷：這可能是一顆 5~20 倍木星質量的氣態(tài)巨行星，以橢圓軌道圍繞恒星 J1407 公轉，公轉周期大概率在 14~17 年之間。也就是說如果推測準確，那么在 2021 年到 2024 年間，這顆行星應該會再次凌日。不過截止 2023 年的今天，我們在 J1407 上仍然沒有看到第二次日食現(xiàn)象。

如果 J1407 b 真的和這顆恒星沒有關系的話，再考慮到它可能有著 20 倍木星的質量（妥妥的是顆褐矮星了），那么這個巨大的行星環(huán)也許壓根就不是一個行星環(huán)，而是一個獨立的行星系統(tǒng)。

也就是說，J1407 b 其實是一個剛剛形成的恒星（也不能說是恒星，畢竟質量不夠，只能算個夭折的恒星），它的星周盤其實是個原行星盤，那些誕生于此的衛(wèi)星其實人家都是行星。未來隨著行星的成型，原行星盤逐漸消散，一個迷你的行星系統(tǒng)便會由此誕生。

不過這種猜測只能說可能性有，但它并不比行星的猜測可能性大。目前主流的觀點還是認為這是一顆圍繞恒星運行的擁有著高偏心率軌道的行星。

不管是獨立的行星系統(tǒng)也好，行星的星周盤也罷，一切還得靠證據(jù)說話。畢竟現(xiàn)在離預測的 2024 年還有段時間，而且 2024 也不是準確的截止期限，14~17 年的周期只是根據(jù)僅有的那次觀測數(shù)據(jù)給出的大致預測。

假如將來我們真的再次觀測到 J1407 b 的凌日現(xiàn)象，這次我們應該不僅能判斷它到底是不是一顆行星，同時還能對它以及它的行星環(huán)有更詳細的認識。因為相較于當年，今天我們有了個研究系外行星的利器，就是韋伯（韋布）空間望遠鏡。

韋伯望遠鏡配備的近紅外光譜儀不僅可以揭示該行星環(huán)的顆粒大小和成分組成，甚至于，因為這些行星環(huán)中的衛(wèi)星仍在形成過程中，所以它們如果有著自己的“衛(wèi)星環(huán)”的話也能被識別出來。最后 J1407 b 究竟會不會再次凌日，那就讓我們拭目以待吧。

本文來自微信公眾號：Linvo 說宇宙 （ID：linvo001），作者：Linvo

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