研究惊现奇异系外行星环原始双星运转

原版《星球大战》电影中有一个标志性的场景，卢克·天行者俯瞰塔图因的沙漠景观，看到了双重日落的奇观。而今，美国国家射电天文台（NRAO）进行的一项新研究表明，这种由多颗恒星环绕的奇异系外行星世界可能位于偏离的行星轨道上，远离了主轨道平面。

这一发现对复杂的多恒星系统中的行星形成具有重要意义。该研究采用了智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列，观测到19个双星原行星盘，它们各自围绕有较长周期轨道；又用开普勒太空望远镜观测到了12个系外行星的双星盘，它们的形成周期不到40天。

两架12米高的阿塔卡马大型毫米[/亚毫米]波阵(ALMA)，正对着智利天文台阵列作业基地(AOS)的天空，该基地位于查南托尔高原上，坐落于海拔5000米的安第斯山脉。信息来源：欧洲南方天文台/伊兹托克·邦奇纳

当散落的爆炸碎片慢慢合并成宇宙时，行星就在环绕年轻恒星的原行星盘中形成。至于双星，它们的这些环被称为外接磁盘。

加州大学伯克利分校的天文学家伊恩·切卡拉在《今日宇宙》中表示，这项研究为解释开普勒发现的双星提供了必要的背景。通过使用来自环绕双星的原始行星盘的独立的无线电观测数据，我们现在可以确切知道有多少围绕双星的行星是与它们的双星平面不一致的。开普勒-16b的发现曾公布于2011年，这是第一颗环绕多恒星系统的系外行星。随着发现的系外行星越来越多，我们开始意识到，围绕双星和多星运行的复杂系统有着许多不为人知的奇幻故事。

有两颗以上恒星的星系会发生什么？扎卡拉说：“我们只有少量的围绕三重或四重恒星（例如猎户座和金牛座）的原行星盘样本，所以没有足够的数据可以肯定。三元系的动力学环境要比二元系复杂得多，所以我认为你们能看到更多奇异轨道。

我们平静的太阳系在主序恒星中是一个奇怪的星系:今晚你用肉眼能看到的大多数恒星都是双星和多星，想想就觉得很奇怪。还有另一个相关的奇异事实:宇宙中最常见的红矮星，没有一颗离我们足够近或足够亮，在地球上我们无法用肉眼看到他们。

重影

研究发现，双子星的轨道周期越长，它的环双星碎屑盘就越有可能偏离内行星对的轨道平面。偏离轨道之后，环双星碎屑盘的轨道周期与原轨道周期似乎刚好相差40天。如果主星对是在紧密又快的轨道上，环双星盘常常不会偏离内行星对的轨道平面；但如果环双星盘围绕在较慢轨道的星对，那么它常会逐渐偏离内星对的轨道平面。

关于两个恒星系统的故事：偏离了轨道周期为315天的恒星HD 98800 b（左）和轨道周期为13.6天的 AK 天羯座（右）

开普勒数据的一个缺陷是它对凌星系外行星的观察仅限于那些在短周期轨道上运转的行星...因为短周期的系外行星经过时更容易被我们观测到，所以这些行星首先出现在了开普勒数据里。还有一个更大的可能是环绕双子星的周期更长的行星只是还没有被发现，但是以后在未来或许可以通过微引力透镜或直接成像调查更准确地获取数据。

这项发现表明，其他的行星系与太阳系是如此不同。在太阳系里，现存的所有主要的行星是沿着黄道平面运转。但是一对恒星沿着轨道运转的长途跋涉可将外环双星星盘扭曲变形成研究里那些方向偏离的轨道。 在150光年外的恒星HD 98800 b （巨爵座TV）就是一个由华威大学研究员于2019年宣布环双星盘在越级轨道上的生动典型例子。

目前，我们已经开始将这个发现加入到双星行星的数据集中去。美国宇航局的系外行星凌星巡天卫星第一次发现了环绕双星运转的系外行星-TOI-1338b（系外行星凌星巡天卫星目标回波-1338b)。

太空星球

在一颗偏离轨道的外星球上我们所看到的风景和季节同样是特别的。例如：一年中会有一段时间，在外星世界的表面，观察者会将主要行星（偏离轨道的行星）看做一对宽而不同的恒星，在“穿越平面的季节”，这一对恒星渐渐地融合且不断地消失，形成日食或者月食…这将会改变此时被地球表面所准确接收的日射能量。

在一片在偏离轨道外星世界的外星天空中，版权和信用: 沃里克大学 / 马克 · 加里克

已知4245颗外星球并且其数量还在增加。我的年龄足以让我想起20世纪的最后十年的时光，在太阳系外没有被我们所熟知的外星球时，多少杰出的天文学家提出好的理由，认为我们的认知会一直并长期处于这种状态。快进至2020年，我们现在已经足够了解外星球，并且本着一种对科学、天文学的真挚情感开始按特征进行其他太阳系的归类和描述。

太阳系是以太阳为中心，其他天体直接或间接围绕太阳旋转的一种引力控制场。在直接围绕太阳旋转的天体中，最大的属八大行星，其他的是一些更小的天体，像矮行星和小型太阳系天体。对于那些间接环绕太阳轨道运行的物体，像月球，它比最小的行星（水星）还要大两倍。

太阳系形成于46亿年前的巨大恒星分子云的引力坍塌。这个系统的大部分质量留在了太阳里，一部分仍存留的质量被包含在木星当中。四大内行星，水星、金星、地球和火星，它们属于类地行星系列，主要由岩石和金属构成。四大外部行星是巨行星，其本质上较于类地行星来说更为庞大。两个较大的行星——木星、土星，是气态巨行星，主要成分是氢气、氦气；两个外部更大的行星——天王星、海王星，是冰态巨行星，其组成物质大部分是具有与氢气、氦气相比有着高熔点的物质，称之为挥发物，像水、氨气、甲烷。八大行星围绕太阳旋转的轨道是环形的，就像是位于一个平整的圆盘内，我们称圆盘为黄道。

相关知识

太阳系外行星亦称系外行星，即位于太阳系之外，不绕行太阳公转的行星。截至2020年2月3日，已经被确认的系外行星总共有4173颗，当中74.%是透过凌日现象发现的；这些行星分属3096个行星系，其中有678个多行星系。开普勒任务已经检测到18,000颗行星候选者，包括262颗位于潜在适居带的候选者。

作者：universetoday

FY：Astronomical volunteer team

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