有兩個太陽的“塔圖因”行星是怎麼形成的?

2021年08月05日10:03
一顆圍繞雙星系統運行的行星
一顆圍繞雙星系統運行的行星

  8月5日消息,系外行星在一個雙星系統中很難形成。但是天文學家還是發現了許多這樣的外星世界,有時候這些行星被稱為“塔圖因”——《星球大戰》里盧克·天行者的故鄉星球,在那裡可以欣賞到“雙重落日”。

  在最新的研究中,科學家們試圖解釋一顆行星在雙星系統中形成的可能性。這顆行星繞雙星系統中的一顆恒星運動,而另一顆恒星則在十分遙遠的地方,兩顆恒星之間的距離大約相當於天王星到太陽的距離。這種組合構成了一個極其混亂的環境,正如天文學家們提出的關於行星形成的主流想法一樣,在這樣的混亂環境下,物質團塊更容易黏在一起進而形成行星。

  新研究的合著者、英國劍橋大學的天體物理學家羅曼·拉菲科夫在聲明中說:“這個理論對於圍繞單顆恒星形成的行星系統是有意義的,但是雙星系統中的行星形成過程更為複雜,因為伴星就像一個巨型打蛋器,會動態地激發原行星盤。”

  科學家們認為,在系統中加入第二顆恒星會加快物質團塊的碰撞速度,從而阻止團塊粘結在一起。

  德國馬克斯普朗克地外物理研究所的物理學家柯德龍·色斯比在同一份聲明中寫道:“但是由於雙星系統中伴星帶來的引力‘打蛋器’效應,其中的固體粒子互相之間碰撞的速度會更快。這樣一來,粒子碰撞時,它們不是黏在一起,而是互相毀滅。”

  不過在最新研究中,科學家們分析的這種恒星與行星的特殊組合併不是隨機選擇的。在這個組合里,兩顆恒星之間的距離,大約是二十倍的地球到太陽的距離。拉菲科夫和他的同事們也是受到距離我們太陽系最近的恒星系南門二的啟發,才想到這樣的組合。但是我們沒辦法讓南門二的時光倒流,所以科學家們選擇了模擬的方式。

  這些模擬返回了一些場景,其中一顆行星成功地與雙星共存。尤其值得注意的是,如果一顆行星在這樣的恒星系中成功誕生,科學家們發現,該行星得始於恒星周圍的一個相當平整的碎石盤。這個碎石盤還得非常圓。另外,也被稱為“微行星”的行星碎片在初始時至少得達到10公里寬。

  科學家們認為,這些因素可以共同緩解這顆“未來行星”內部團塊之間的碰撞,從而讓物質可以積累發展,最終形成一個外星世界。這項研究或許還能支援科學家們所提出的微行星形成的衝流不穩定假說。根據該假說,卵石和巨石大小的物質被氣體包圍,聚集成更大的微行星。

  拉菲科夫和他的同事們還在聲明中表示,他們希望這項研究可以作為瞭解更為複雜的、繞雙星系統運動的“塔圖因”行星的墊腳石。(勻琳)

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