三恒星系统其实并不稀有 重启旧档案科学家发现新的“三体世界”

首页 > 科技 > > 正文

日期:2021-02-03 09:57:10    来源:科技日报    

在遥远的宇宙中,有着一颗特殊的星球,在其上会看到天空中高悬一颗或两颗太阳,每颗太阳有时大、有时小。但其实这颗星球拥有着3颗太阳,当3颗太阳一起出现时,便意味着世界末日的来临……这是小说《三体》中描绘的外星世界,三恒星系统中严酷的生存环境,让三体人不得不远离家园,寻找新的栖息之地。

小说中的世界,现实中也确实存在。1月12日,据国外媒体报道,美国国家航空航天局(NASA)系外行星科学研究所的研究人员在分析一颗名为KOI-5Ab的候选系外行星数据时发现,它的确是一颗行星,且是一颗存在于三恒星系统中的系外行星。

KOI-5Ab是否会像《三体》中描绘的那样是个“生命的禁区”?三恒星系统又是如何形成的?带着这些问题,科技日报记者专访了南京大学天文与空间科学学院副教授张曾华。

三恒星系统其实并不稀有

事实上,KOI-5Ab并不是一颗新发现的行星,而是一颗被打入“冷宫”后,又得以“重见天日”的幸运儿。2006年,NASA开普勒望远镜任务刚启动不久,就发现了这颗行星的疑似信号。被发现时,它被认为与海王星大小相仿,随着开普勒望远镜发现的行星越来越多,KOI-5Ab最终被人遗忘。

幸运的是,凌日系外行星勘测卫星(TESS)的最新数据让科学家重新注意到这颗候选系外行星。当TESS的视野扫过KOI-5Ab所处的区域时,同样发现了它,并且发现这颗行星大约每5天环绕恒星运转一圈。研究人员在分析了所有的数据后,通过寻找恒星在行星绕其运转并施加引力拖曳时出现的摇摆现象,确定了KOI-5Ab的确是一颗存在于三恒星系统中的系外行星,其质量约为土星的一半。

张曾华表示:“所谓三恒星系统,指的是3颗成员星受彼此的引力约束相互绑定的恒星系统。通常情况下,一个三恒星系统具有两级结构,其中两颗星距离更近相互绕转,距离相对较近的两颗成员星再与较远的第三颗成员星相互绕转。作为一个整体系统,它们具有相同的银河系运动轨道。”

KOI-5Ab所处的世界便是如此,它围绕着KOI-5三恒星系统中的恒星A运行,恒星A和恒星B每30年绕对方运行一次;而第三颗受引力约束的恒星(恒星C)则要“高冷”得多,每400年绕恒星A和恒星B运行一次。

我们常见行星围绕单颗恒星或双星系统运转,三恒星系统是如何诞生的呢?会出现四恒星、五恒星,甚至更多恒星组成的系统吗?张曾华表示,这些其实统称为多恒星系统,同一系统中的多颗恒星通常同时、同地诞生于同一团气体云的塌缩中,当然在极少数情况下,几颗恒星相互靠近时,也可能会被彼此的引力俘获,形成多恒星系统。

多恒星系统在银河系中并非稀有。据此前观测发现,银河系中有大约一半的恒星属于双星系统,有大约10%的恒星属于三恒星系统。更高级别的多恒星系统也存在,只是系统内恒星数量越多越稀有。

生存环境还要视情况而定

在小说《三体》中,三恒星系统中行星的生存环境极其严苛,多数情况下三体人只能通过“脱水”来躲避严酷的天气环境,只有少数时间能够用来劳动、生活,即便如此,还得面临着随时到来的毁灭风险。现实里的三恒星系统中,行星是否也像小说一样,是个“生命的禁区”呢?张曾华表示,三恒星系统中的行星,其“处境”需要具体情况具体分析。比如距离太阳最近的系外行星——比邻星 b(Proxima b)就处于一个三恒星系统中,但由于其主星比邻星(即半人马阿尔法星C)距离半人马阿尔法星AB都非常远,所以比邻星 b并不会受到半人马阿尔法星AB的影响。但如果一颗宜居行星的主星是两颗近距离的双恒星系统,理论上会对其生态产生较大的影响。

张曾华指出,KOI-5Ab的情况又有些不同。KOI-5A和KOI-5B绕转周期约30年,这表示它们的距离较远。KOI-5Ab受到KOI-5B的引力作用有限。KOI-5C质量较小,距离KOI-5A也更远,基本不会对KOI-5Ab产生影响。所以KOI-5Ab的生态环境并没有那么恶劣。

但KOI-5Ab并不在KOI-5A周围的宜居带内,也不是一颗可以居住的岩石行星。所以KOI-5Ab上应该不存在高级的外星生命。当然不能就此排除这个三恒星系统内存在未被发现的其他类地岩石行星的可能性。

为何三恒星系统中的行星这么难发现?KOI-5Ab更是在10多年后才得以被证实?

张曾华解释道,目前观测中,已发现的多恒星系统中的行星,的确比单恒星的行星少很多。但是,不能肯定的说多恒星系统中的行星数目比单恒星的更少,也不能就此证明多恒星系统更难产生行星。

目前发现的多恒星系统中行星很少的主要原因,可能是在多恒星系统中,系外行星存在的信号更难被捕捉、证认。因为多恒星系统中成员星之间的相互作用,经常会让我们观测到行星存在的假信号。长期以来,大家在选择行星探测的目标源时也尽量避开已知的多恒星系统,有了恒星的“掩护”,行星才得以在多恒星系统中“隐藏”下来。(记者 张 晔)

下一篇:从大自然中获取材料结构灵感 新型材料光热转换效率创新高
上一篇:最后一页

科技