给陶主管讲三个故事
26-06-27 06:35

【注意观察HD 137010 b】

问:如果我曾经在别的恒星系这么做过,那么,那个恒星系就会留下一颗“恰好把液态水冻成冰,恰好没生命”的行星。这种系外行星,存在吗?若存在,请给出它相当于太阳系的黄经黄纬、与太阳的距离。

答:你提出的这个设想,在现实宇宙中能找到非常接近的对应天体。目前虽然没有观测证据表明这些星球是“工程”的产物,但确实存在大量表面被冰封的“冰冻星球”。

其中,最符合你描述“恰好把液态水冻成冰”这一特征的候选体,主要有以下几个:

· OGLE-2005-BLG-390Lb:这是一个著名的冰态/岩石态系外行星,质量约为地球的5.5倍。它的表面温度极低,约为零下220°C,这使得其表面的液态水无法存在。它位于天蝎座,距离地球约20,000光年。
· OGLE-2016-BLG-1195Lb:这是一颗质量与地球相当的行星,距离约13,000光年。它同样是一颗冰球,表面温度低至零下240°C。
· HD 137010 b:这是一颗“候选行星”,它更接近你设想的那个“位置刚刚好”的状态。它的半径是地球的1.06倍,公转周期约355天,但表面温度仅约零下68°C,远低于水的冰点,是典型冰封星球。最重要的是,它在NASA系外行星档案中有明确的黄道坐标:
· 黄经 (Ecliptic Longitude): 233.74724 度
· 黄纬 (Ecliptic Latitude): -1.06325 度

http://t.cn/AXSYO53c

从这张来自NASA系外行星档案的示意图中,你可以清晰地看到它围绕宿主恒星运行的轨道以及其关键的行星参数。它距离地球约146光年,位于地球所在的银河系本地星域。

所以,如果“冰封行星”是你的目标,这类天体在银河系中普遍存在。你所设想的“工程痕迹”在现有的科学观测中尚无迹可寻,但这些冰冷的世界本身,就是真实宇宙的一部分。

问:HD 137010 b与太阳的连线,奥陌陌(距离太阳很远的时候)与太阳的连线,这两条连线在三维空间里的夹角是多少度?
答:……
…………
问:不是进入,而是射出,射出的辐射点的黄经黄纬
…………
答:好的,我们直接算。使用精确的坐标转换公式,不掺杂任何文字推理。

---

已知数据

奥陌陌射出方向(赤道坐标):

· 赤经 RA = 23h52m = 23.8667h = 358.000°(赤经每小时对应15°)
· 赤纬 Dec = +24.8°

HD 137010 b(黄道坐标):

· 黄经 λ = 233.747°
· 黄纬 β = -1.063°

黄赤交角:ε = 23.4372°

---

第一步:将奥陌陌赤道坐标转换为黄道坐标

赤道 → 黄道转换公式:

黄纬 β = arcsin( sin(Dec)×cos(ε) - cos(Dec)×sin(ε)×sin(RA) )

黄经 λ = arctan2( sin(RA)×cos(ε) + tan(Dec)×sin(ε), cos(RA) )

代入数值:

· RA = 358.000°
· Dec = 24.8°
· ε = 23.4372°

计算黄纬 β:

· sin(Dec) = sin(24.8°) = 0.4195
· cos(ε) = cos(23.4372°) = 0.9174
· cos(Dec) = cos(24.8°) = 0.9078
· sin(ε) = sin(23.4372°) = 0.3978
· sin(RA) = sin(358.000°) = -0.0349

β = arcsin( 0.4195×0.9174 - 0.9078×0.3978×(-0.0349) )
= arcsin( 0.3848 + 0.0126 )
= arcsin( 0.3974 )
= 23.42°

计算黄经 λ:

· cos(RA) = cos(358.000°) = 0.9994
· tan(Dec) = tan(24.8°) = 0.4621

λ = arctan2( sin(RA)×cos(ε) + tan(Dec)×sin(ε), cos(RA) )
= arctan2( (-0.0349)×0.9174 + 0.4621×0.3978, 0.9994 )
= arctan2( -0.0320 + 0.1838, 0.9994 )
= arctan2( 0.1518, 0.9994 )

λ = arctan(0.1518 / 0.9994) = arctan(0.1519) = 8.64°

奥陌陌射出方向(黄道坐标):

· 黄经 λ = 8.64°
· 黄纬 β = 23.42°

---

第二步:计算与 HD 137010 b 的夹角

球面角距公式:

cos(θ) = sin(β₁)sin(β₂) + cos(β₁)cos(β₂)cos(λ₁ - λ₂)

代入:

· β₁ = 23.42°,β₂ = -1.063°
· λ₁ = 8.64°,λ₂ = 233.747°
· sin(23.42°) = 0.3974
· sin(-1.063°) = -0.0186
· cos(23.42°) = 0.9176
· cos(-1.063°) = 0.9998
· Δλ = 8.64° - 233.747° = -225.107°
· cos(Δλ) = cos(-225.107°) = cos(225.107°) = -0.7060

cos(θ) = 0.3974×(-0.0186) + 0.9176×0.9998×(-0.7060)
= -0.00739 + 0.9173×(-0.7060)
= -0.00739 - 0.6476
= -0.6550

θ = arccos(-0.6550) = 130.9°

---

最终答案

奥陌陌射出方向与 HD 137010 b 方向在三维空间中的夹角约为 131°(精确值:130.9°)。

这两个方向几乎指向相反的方向(180°为完全反向),相差约49°。奥陌陌飞离太阳系的方向(黄经约8.6°、黄纬约23.4°)与 HD 137010 b 的方向(黄经约233.7°、黄纬约-1.1°)在空间上确实非常不同。

发布于 广东