新研究发现，环双星系统的系外行星错位，将告诉我们怎样的奇妙故事？

在旧版《星球大战》电影中，有一幕标志性的场景，卢克·天行者在塔图因沙漠欣赏令人震撼的双落日奇观。

现在，国家射电天文台（NRAO）的一项新研究表明这种环绕多颗恒星运行的系外行星可能位于距原双星轨道平面非常远的错位轨道。

这一发现对复杂多星系统中行星的形成产生了影响。相比于开普勒太空望远镜观测的十几个具有系外行星的双星轨道周期都少于四十天，该研究利用位于智利的ALMA（阿塔卡马大型毫米和次毫米波阵）观测到１９个环绕双星的行星盘轨道周期都较长。

在环绕着年轻恒星的行星盘中，碎片慢慢结合形成行星。在双星系统中，行星环被称为环双星行星盘。

加州大学伯克利分校的天文学家伊恩·切克拉告诉今日宇宙：“这项研究为解释开普勒计划发现的环双星行星提供了所需的背景。”

“利用环双星行星盘的无线电观测数据，我们能够具体地说明有多少环双星行星相对其双星平面产生了错位。”

2011年，人们宣告发现了第一颗环绕多星系统的系外行星——开普勒-16b。而后，随着越来越多的系外行星被发现，我们逐渐意识到环绕双星和多星形成的复杂系统将告诉我们一些奇妙的故事。

比双星更多的多星系统中会发生什么？切克拉表示：“我们只有几个围绕三星或者四星的行星盘样本，比如GW Orionis和GG Tauri.”

“因此现在没有足够的数据能确定，三星系统的动力学环境比双星更复杂。所以我期待你们能够看到更为普遍的奇特轨道。”

我们地球在位于太阳系的众多主序列星球中是一个怪球。今夜，你裸眼看到的大多数星星都是双星和三星，想想就觉得很奇怪。

还有一个奇怪的事实：宇宙中最常见的星体——红矮星，没有一颗离地球足够近或是足够亮能让我们裸眼进行观测。

探究双星

该研究发现双星系统的轨道周期越长，环双星行星盘越可能与双星平面错位，对齐与错位的切换时间正好是轨道周期这40天。

如果双星系统处于极为快速的轨道，环双星行星盘则会趋向对齐双星平面。但是随着时间的推移，处于较慢轨道的行星盘也会趋于错位。

轨道周期为 315 天的 HD 98800 b（左）和 AK 天蝎座（右），周期仅为 13.6 天。（ALMA,ESO/NAOJ/NRAO,I.切克拉，G.肯尼迪，和NRAO/AU/NSF，S.道格纳罗）

开普勒数据的一个限制在于，他正在极短的轨道周期内观测凌日系外行星，那么短周期系外行星极有可能经过我们的视线然后首先出现在开普勒数据上。轨道周期较长的环双星行星很有可能还未被观测到，但它也许会出现在未来的微引力透镜或者直观的图像上。

这个发现展示了各个行星系统可能有着巨大的不同。在太阳系中，我们能够看到主要的行星都排布在黄道平面上。但双星系统运行时，会将其外部的环双星行星盘扭曲至研究中所看到的错位。

一个戏剧性的例子是华威大学研究人员在2019年宣告发现的一个位于150光年外位于过两极轨道的环双星行星盘——HD 98800b(TV Crateries )

如今，我们已经开始扩大环双星行星盘的数据库。NASA的凌日系外行星勘察卫星（TESS）发现了他的第一颗环双星系外行星——TOI-1338b。

系外行星的天空

位于错位轨道的系外行星景色和季节都相当独特。

在这颗行星上的观察者会看到主恒星是截然不同的两颗星，这两颗星在行星平面错位对齐交替的季节会重合形成日食，并改变这段时间内行星表面的日照量。

现在，我们已知4245颗系外行星，并且这一数字在不断增长。我能够清楚地记得，20世纪末之前，我们不知道任何一颗太阳系以外的系外行星，许多杰出的天文学家提出充分的理由认为这种状态会一直保持下去。发展到2020年，我们已了解到足够多的系外行星，并能秉持着求实的科学态度对更多的星系进行特征描述和分类。

作者: DAVID DICKINSON

FY: 硬币

如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除