我们的太阳系天空中只有一颗恒星,可能有点奇怪。最多银河系中的恒星实际上至少有一个受引力束缚的恒星伴星,这意味着像塔图因这样的两星世界可能并不罕见。
然而,恒星系统并不限于最多两颗恒星。我们发现了以下系统最多七颗星以复杂的轨道舞蹈结合在一起。现在,科学家们发现了他们认为可能是天文学上的第一个发现:一颗围绕三颗恒星组成的系统(也称为三合星)运行的系外行星。
需要明确的是,系外行星已经之前在三元系统中发现– 仅绕系统中的一颗恒星运行。不过,如果这一新发现得到验证,这颗系外行星将围绕所有三颗恒星运行,这是以前从未见过的。
猎户座 GW 的观测。 (ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)、ESO/埃克塞特/克劳斯等)
银河系中的恒星通常不是孤立诞生的。它们的诞生地是巨大的分子云,其中密集的气体团在重力作用下塌陷。
当这些团块旋转时,云中的物质形成一个圆盘,并吸积到正在形成的恒星上。如果这个圆盘破裂,另一颗或多颗恒星就会在同一个地方开始形成——一个由兄弟姐妹组成的小恒星家族。恒星形成后,圆盘的剩余部分可以继续形成行星。
据估计,大约 40% 到 50% 的恒星拥有双星伴星,另外 20% 的恒星位于拥有三颗或更多恒星的系统中。
这些系统的引力相当复杂,这可能会让较小的天体难以停留在周围——但尽管如此,据估计,大约 2.5% 的系外行星位于这些由三颗或更多恒星组成的多重系统中。
迄今为止,已在三合系统中发现了大约 32 颗系外行星。然后一个名为 GW Orionis 的系统出现了。
猎户座 GW 距离我们约 1,300 光年,引起了天文学家的注意,因为它被一个巨大的、错位的原行星盘包围着,环绕着所有三颗恒星。
使用强大的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),天文学家证实了该系统的其他信息:原行星盘中存在很大的间隙。
根据我们的行星形成模型,原行星盘中的间隙很可能是由行星形成引起的。当它们绕恒星运行时,这些行星会扫除轨道上的尘埃和气体,清除它们并留下间隙。
在 GW Orionis 中,事情不一定那么明确。由于三颗恒星会产生复杂的引力场,因此盘中的任何奇怪特征都有可能是由恒星本身产生的。
之前的分析表明情况可能并非如此;仅恒星之间的引力相互作用不足以在圆盘上刻出一个间隙,留下正在形成的系外行星作为可能的解释。
现在,一项新的分析同意了这种解释。由内华达大学拉斯维加斯分校的天文学家 Jeremy Smallwood 领导的研究小组重建了猎户座 GW 系统的模型,整合了 N 体和三维流体动力学模拟。
正如之前的研究人员所做的那样,他们发现恒星产生的扭矩不足以分裂原行星盘。
相反,罪魁祸首很可能是一个气态巨行星,比如,在形成过程中,或者可能是多个气态巨行星。我们还没有看到系外行星本身,这意味着仍有疑问的空间,但两项独立研究工作之间的一致似乎确实有利于婴儿系外行星的解释。
这可能意味着行星形成过程可能能够在比我们预期更极端的条件下生存,例如三星周围空间等复杂的环境。
“这真的很令人兴奋,因为它使行星形成理论变得非常可靠。”斯莫尔伍德说。 “这可能意味着行星的形成比我们想象的要活跃得多,这非常酷。”
研究小组希望天文学家能够在即将到来的猎户座 GW 系统观测中直接看到一颗或多颗系外行星。
该研究发表在英国皇家天文学会每月通知。