天文学家近日发现，离太阳系很近的波江座ε（Epsilon Eridani）系统拥有由两个岩石小行星带和一个外层冰带构成的三重环带系统。其中，靠内的小行星带与太阳系中的十分相似，相比之下，靠外的小行星带中的质量要大20倍。此外，新的发现或许意味着，还有人类未发现的行星在限制和塑造着它们。相关论文将发表在2009年1月10日的《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）上。

 

尽管比太阳略小、略冷，但波江座ε这颗恒星还是与太阳十分相像，它也是为数不多的距离太阳系很近（排名第九）且拥有行星的恒星。波江座ε与地球的距离约为10.5光年，用裸眼就能看到。不过，该恒星比太阳年轻不少，大概年龄为8.5亿年（太阳约为46亿年）。

 

在可比较的年代范围内，波江座ε及其行星系统表现出了与太阳系惊人的相似性。论文合著者、美国哈佛-史密森天体物理中心的Massimo Marengo说，“研究波江座ε就像通过一台时间机器看我们太阳系年轻的时候。”论文通讯作者、地外文明搜寻（SETI）研究所的Dana Backman也认为，“该系统看起来或许很像生命最初在地球上扎根时的太阳系。”

 

太阳系在火星与木星之间有岩石小行星带，它距离太阳约3个天文单位（AU，1天文单位为日地间平均距离），总质量约为月球的1/20。在最新研究中，利用NASA施皮策空间望远镜，研究小组发现，在距离波江座ε约3AU的地方，也存在一个同样的小行星带。此外，在距该恒星20AU的地方还有一个小行星带，它的质量与月球相当。

 

此前天文学家发现，与太阳系最外层的库珀带类似，距波江座ε约35至100AU的范围内延伸着冰带物质，不过其质量约为库珀带的100倍。

 

理论学家推测，当太阳在8.5亿岁时，它的库珀带应该与波江座ε现在的冰带看起来很像。而从那时开始，绝大部分的库珀带物质流失出去，一部分摆脱太阳系，另一部分则在约39亿年前的“后重轰炸期”（Late Heavy Bombardment）事件下，投入了太阳系内部行星的怀抱。研究人员认为，波江座ε未来也有望经历类似的“大清理”。Marengo表示，“由于该系统与年轻的太阳系非常像，因此可以猜想它也会有相似的演化过程。”

 

值得一提的是，施皮策发回的数据显示，围绕着波江座ε的三个环带间存在间隙。最佳的解释就是存在一些未知的行星，通过引力在限制和塑造它们，正如土星的卫星约束着土星环一样。

 

Marengo说，“行星是解释我们发现的东西最容易的方式。”研究人员预测，质量介于海王星和木星间的三颗行星可以完美的吻合最新观测结果。此前的研究已经侦测出了最内部环带附近的候选行星。不过，最新研究排除了当时关于其高椭圆轨道的推测，因为如果是这样的话，这颗行星的引力破裂（gravitational disruption）将清除新发现的靠内小行星带。

 

研究人员认为，第二颗行星应该隐藏在靠外的小行星带附近，而第三颗应该在波江座ε冰带的靠近内边缘，也就是大约35AU的地方。未来的研究将验证这些推测，并且揭开人类目前未见的世界。（科学网 任霄鹏/编译）

 

（《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal），In press，D. Backman, M. Marengo, M. Werner）

 

 

《天体物理学杂志》论文摘要