科创

双星行星或是外星生命家园

双星系统模拟图。图片来源:杰斯·克里斯蒂安·约尔根森教授等人

科技日报实习记者 张佳欣

太阳系是 单星周围聚集着多颗行星的恒星系统,就像唯一已知的有生命的行星地球围绕太阳运行,因此,围绕类似太阳大小恒星的行星是天文学家试图定位外星生命的目标。 科学家估计,宇宙中大多数恒星系都是双星系统。23日《自然》杂志发表的丹麦哥本哈根大学的一项新研究结果表明,行星系统在双星周围形成的方式与围绕太阳 等单星形成的方式非常不同。

“这一结果令人兴奋,因为在未来几年内,寻找外星生命的任务将配备几种新的、极其强大的仪器。这增强了理解行星是如何围绕不同类型的恒星形成的重要性。”领导该研究项目的哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所的杰斯·克里斯蒂安·约尔根森教授说。

这一新发现是基于智利ALMA望远镜对距离地球约1000光年的双星系统NGC1333-IRAS2A的观测得出的。从天文学的角度来看,这是一个相当短 的距离。它形成于大约1万年前,是一个非常年轻的恒星系统。其中的两颗恒星相距200个天文单位(AU),1AU约等于从地球到太阳的距离,太阳系最远的 行星海王星距离太阳达30AU。

该双星系统被一个由气体和尘埃组成的圆盘所包围。通过观测并借助计算机模拟,研究人员发现,气体和尘埃的运动并不遵循连续的模式。在某些时间点,通常是相 对较短的时间段,即每十年到一百年,运动变得非常强烈,双星系统会变得比原来亮十到一百倍,直到它恢复到正常状态。

据推测,这种循环模式可以用双星的对偶性来解释。这两颗恒星相互环绕,每隔一段时间,它们的联合重力就会以某种方式影响周围的气体和尘埃盘,导致大量物质 向恒星坠落。坠落的物质将引发明显加热,热度将使这颗恒星比平时亮得多。这些爆发会将气体和尘埃盘撕裂。虽然这个圆盘将再次形成,但爆发仍然可能影响后来 的行星系统的结构。

然而,目前观测到的恒星系统还太年轻,还不足以形成行星。该团队希望未来利用ALMA研究行星系统的形成。

此外,彗星也成为研究人员关注的焦点。“彗星很可能在创造生命进化方面发挥关键作用。彗星通常有很高的冰含量,并存在有机分子。可以想象,有机分子在行星 贫瘠的时期保存在彗星中,而后来的彗星撞击会将这些分子引入行星表面。”约尔根森说,在这种情况下,了解爆发的作用很重要,因为“爆发引起的加热将导致尘 埃颗粒及其周围冰层的蒸发,这可能会改变构成行星的物质的化学成分。”