新知 | 四恒星共同“抚育”一个行星
2015/3/22 中科院之声

     一个多恒星的系统对一个行星来说是巨大的挑战。我们太阳系中的行星都只绕着一个恒星——太阳公转，然而在遥远的系外行星里，有的却可以在两到三个恒星的家庭中生活。研究人员正希望深入了解多星系统对行星产生的复杂影响，日前他们新发现了两个研究案例：一个行星绕着三颗恒星运动，还有一个则有四个“太阳”。

    

     这是第二次确认发现有一颗行星存在于一个四合星系统，此前认为这个系统中只有三颗恒星。第一个四合星系统的行星叫KIC 4862625，是2013年由民间的科学家通过美国航空航天局开普勒计划的公开数据发现的。

     最近的发现暗示存在于四合星系统中的行星可能比原来预想的要少。事实上，目前的发现显示这类恒星系统由两对双星构成，它们处在一个特定的距离上，而这样的恒星系统本身可能比较常见。托洛洛山美洲天文台(Cerro Tololo Inter-American Observatory)安德雷·托克文尼(Andrei Tokovinin)说：“大约4%的太阳型恒星在一个四星系统中，比原先的估计要多，这是因为观测技术在不断进步。”

     新发现的这个拥有行星的四合星系统叫白羊座30(30 Ari)，距离我们136光年。这颗气态行星十分巨大，质量是木星的10倍，它环绕其中的一颗恒星(主星)公转，周期为335天。这颗主星拥有一颗伴星，行星并不绕着伴星运动。这对双星与距离1670天文单位(日地平均距离为1天文单位)之外的另一对双星相互锁定。天文学家认为这样的行星或者卫星完全不可能支持生命的存在。

    

     在这颗行星上看到的天空或许是这样的：四颗母星看上去是一个小太阳和两个亮到可以在白天看见的恒星。而如果用一个足够大的望远镜观察其中一个恒星，可以分辨出它其实是一对双星，相互绕转。在过去几年里，很多有两颗或三颗母星的行星被发现，有时让人联想起电影《星球大战》里塔图因星(Tatooine)上的日落场景。考虑到我们银河系中双星要远远多于单个恒星，所以发现围绕多颗恒星运动的系外行星并不算令人惊奇的事。

     《天文期刊》上发表这一发现的论文第一作者，美国喷气推进实验室的刘易斯·罗伯茨(Lewis Roberts)表示：“恒星系以千姿百态的形式出现，除了单个恒星，还有双星、三星、四星组成的恒星系统，大自然把他们组合在一起的形式真的太令人惊奇了。”(前文中提到的托克文尼是本文第二作者——译者注)

     罗伯茨和他的同事们想了解多个恒星对形成新的行星有哪些影响。有证据表明伴星会影响行星的命运，如改变其轨道，甚至令行星瓦解，而自身则增加质量。比如“热木星”——公转轨道极为接近主星的类木行星——会因为伴星的引力作用短暂地轻轻触碰它公转的主星。

     在这项新的研究中，研究人员使用帕洛玛山天文台(Palomar Observatory)的自动激光自适应光学系统(Robo-AO)，每个晚上扫描夜空，在数以百计的恒星中寻找伴星存在的证据。他们发现了两个拥有行星的候选者——四合星系统白羊座30和三合星系统HD 2638。这些发现用帕洛玛山上的高分辨率的PALM-3000设备进行了确认。

     这个三合星系统中的行星也是个“热木星”，紧紧地贴着它的主星，公转周期只有3天。科学家已经知道主星拥有一个0.7光年外的舞伴，这是相对比较远的一对双星。第三个恒星则是在距离28天文单位的地方绕着主星运动——近到足以影响该“热木星”的演化及其运行轨道。

     白羊座30让我们掌握的恒星数量从3变成了4。新发现的第四颗恒星在距离行星23个天文单位的地方。相比于HD 2638，由于行星与主星靠得更近，所以新发现的恒星还未出现影响行星轨道的情况。但具体的原因尚不确定，所以研究团队正在计划进行更深入地观测以便理解恒星的轨道以及这个复杂家族的引力分布。

     来源：中国科普博览

    

    

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