我們知道,在原版《星球大戰》電影中有一個標誌性的場景,盧克·天行者俯瞰塔圖因的沙漠景觀,看到了令人驚歎的雙日落奇觀。實際上在現實中我們也能看到這一場景,現在,美國國家射電天文臺(NRAO)的一項新研究表明,他們發現了一個非常怪異的雙星系統,他們懷疑圍繞多顆恆星執行的奇異系外行星可能存在於偏離軌道的軌道上,遠離主軌道平面。
這一發現對複雜的多恆星系統中的行星形成具有重要意義。這項研究使用智利的ALMA(阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列)來觀察19個圍繞著較長週期軌道的雙星的原生行星盤,而開普勒太空望遠鏡觀測到的12個已知的擁有不到40天週期的系外行星的雙星盤。
兩架12米高的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)天線在天文臺的陣列作業基地(AOS)仰望天空,該基地位於智利安第斯山脈海拔5000米的查南托爾高原上。
行星是在圍繞年輕恆星的原行星盤中形成的,當碎片慢慢合併成世界時。在雙星的情況下,這些環被稱為環雙星盤。
加州大學伯克利分校的天文學家Ian Czekala說:“這項研究為解釋開普勒發現的雙星提供了必要的背景。通過對環繞雙星的原始行星盤的獨立無線電觀測資料,我們現在可以確切地知道有多少圍繞雙星的行星是與它們的雙星平面不一致的。”
開普勒-16b的發現是2011年宣佈的,這是第一顆環繞多恆星系統的系外行星。隨著發現的系外行星越來越多,我們開始意識到,圍繞雙星和多星執行的複雜系統也有自己的奇怪故事。
比如我們平靜的太陽系在主序恆星中就是一個奇怪的地方,而今晚你用肉眼能看到的大多數恆星都是雙星和多星系統。
雙星
研究發現,雙星對的軌道週期越長,其環繞雙星的碎片盤越有可能偏離內部雙星對的軌道平面。校準和校準誤差的截止時間似乎正好在40天左右。如果恆星對在一個緊快的軌道上,環繞的雙星盤傾向於保持一致…但是在一個較慢軌道上的雙星盤隨著時間的推移傾向於不一致。
一個雙星系統的故事:未對準的HD 98800b(左)的公轉週期是315天,而AK Scorpii(右)的公轉週期只有13.6天。
開普勒資料的一個侷限性是,它關注的是在非常短的週期軌道上凌日的系外行星……而短週期的系外行星更有可能沿著我們的視線凌日,並首先出現在開普勒資料中。更有可能的是,圍繞雙星執行的行星,其執行週期要長得多,只是還沒有被觀測到,但很可能在未來的微透鏡或直接成像調查中被發現。
這一發現向我們展示了其他行星系統的不同之處。在我們的太陽系裡,我們看到所有的大行星都在黃道平面上。但是雙星對太陽的軌道旅行會使外周雙星盤扭曲成研究中看到的那種不對齊的軌道。比如距離我們150光年的HD 98800b (TV Crateris),這科學家首次發現如此極短週期差別的雙星。
科學家已經開始將其加入到雙星系統中,美國宇航局的凌日系外行星勘測衛星(TESS)最近發現了它的第一顆系外行星,它圍繞著一顆雙星TOI (TESS目標)-1338b執行。
太陽系外行星外的天空
在偏離軌道的系外行星上觀測到的景色和季節也是不同的。例如,今年會有次在這個外星世界的觀察者表面上看到一雙寬不同的宿主恆星,而兩個合併和eclipse在“飛機飛越季節”……這也會改變表面日晒收到正確的數量在這個時候。
目前已知的系外行星有4245顆,而且還在增加還記得20世紀最後10年之前的一段時間,當時太陽系之外沒有已知的系外行星,但是時間推到2020年,我們現在知道有足夠多的系外行星,可以按照科學和天文學,開始對其他太陽系進行分類和定性。