天文学
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最后更新:2019年11月22日

特拉普斯特或宇宙的和谐!

特拉普派
图像描述:恒星TRAPPIST-1a及其7颗类地行星按各自大小比例呈现,但行星与恒星的距离未按实际比例显示。

行星的共鸣

在我们周围这个混乱而动荡的世界中,存在着一些规律,让我们能够理解表面的混沌。例如,我们注意到地球每年绕太阳公转一周,昼夜交替,鹦鹉螺以螺旋方式构筑外壳,蜜蜂的蜂巢呈六边形……

所有文明都在寻找这些令我们惊叹又安心的规律、节奏、重复与模式。这让我们相信,在可观测的宇宙中存在着某种秩序或目的。

纵观历史,这些规律——无论是偶然还是意外——一直启发着哲学家、物理学家、数学家,尤其是音乐家。

当我们谈论规律时,会想到声音。在音乐中,一个八度对应频率的加倍,如f、2f、3f等。这些给定频率的倍数被称为泛音。例如,C音的频率为260赫兹,下一个C音则为520赫兹。G音的频率是C音的1.5倍,下一个G音则等于C音的3倍,以此类推。这些规律足以建立音乐和声。

注:TRAPPIST(凌星行星及微行星小型望远镜)是一个由两台机器人望远镜组成的观测网络。其中一台望远镜位于智利的拉西拉天文台,另一台位于摩洛哥的乌凯迈丁。

行星凌日和谐视角

TRAPPIST恒星系统于2016年通过凌星法发现,年龄为76亿年,位于宝瓶座,距离地球39.5光年。该系统由一颗名为TRAPPIST-1a的超冷矮星和至少7颗岩石行星(TRAPPIST-1b、TRAPPIST-1c、TRAPPIST-1d、TRAPPIST-1e、TRAPPIST-1f、TRAPPIST-1g、TRAPPIST-1h)组成。

其中三颗位于恒星的宜居带内,TRAPPIST-1e的密度与地球相近,很可能拥有铁核以及液态或冰冻的海洋。

借助计算机模型,科学家模拟了行星轨道,发现这7颗行星处于完美的轨道和谐状态。也就是说,每颗行星与其相邻行星的公转周期存在简单的整数比。当最外侧行星TRAPPIST-1h完成2圈公转时,其相邻行星TRAPPIST-1g完成3圈,TRAPPIST-1f完成4圈,TRAPPIST-1e完成6圈,TRAPPIST-1d完成9圈,TRAPPIST-1c完成15圈,TRAPPIST-1b完成24圈。整个系统以惊人的规律性运行。

视频描述:美国国家航空航天局(NASA)的一个研究团队与音乐家合作,将TRAPPIST-1系统中七颗行星的轨道转化为了音乐。目前已知的星系中,没有其他行星系统拥有如此多的共振世界。计算机模拟显示,这些行星在形成后不久本应发生碰撞。但据纽约伊萨卡康奈尔大学的研究员丹·塔马约(Dan Tamayo)称,共振现象显然拯救了它们。

天界交响曲

因此,TRAPPIST-1星系的行星处于完美的轨道共振状态,这些和谐的轨道可以用音符进行音乐化转译。TRAPPIST-1b对应B音(盎格鲁-撒克逊体系中的降B),TRAPPIST-1c对应C音,TRAPPIST-1d对应D音,以此类推。

每颗行星在绕行轨道经过我们与其恒星之间时,会奏出一个音符;每当它从邻近行星前方经过时,便会响起有节奏的节拍。由于每颗行星与其邻近行星产生共振,整个系统便形成了一条和谐共振的链条。

这部令人目眩神迷、旋律优美的动画(以快进方式)展示了七颗行星近乎完美同步地跳着华尔兹。

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