双星系统中的行星可能是宜居的，但它们的形成方式不同 - 科技资讯(健康生活网)

银河系中的大多数恒星都是单星。但其中有三分之一到一半是双星。宜居的行星能在这样的环境中形成吗？

新的研究表明，适宜居住的行星可能会存在于双星周围，但它们的形成方式与单星周围的世界不同。

这项新研究的核心，是一个距离我们约1000光年的年轻双星系统。它被命名为“NGC1333-IRAS2A”，是一个低质量的双星。这对双星还很年轻，还在聚集质量。它是几个关于原恒星和原恒星盘的研究的焦点，因为它还很年轻，还在形成中。

该研究的标题是“原恒星的二元性影响圆盘和行星的演化”，发表在《自然》杂志上。主要作者是哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所的杰斯·k·约根森（Jes K. Jørgensen）教授。 杰斯·k·约根森教授是几篇关于 NGC 1333-IRAS2A 论文的合著者。

这项研究是基于ALMA（阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列）对 NGC 1333-IRAS2A 的观测。这些观测只是一个数百万年过程的快照。但是根据这些观察结果，以及从对年轻原恒星的总体研究中获得的知识，研究小组创建了双原恒星的计算机模拟，可以在时间上向后和向前移动。

研究表明，双星周围的行星形成与像太阳这样的孤星不同。这是因为年轻恒星形成时的行为方式。

“这些观察使我们能够放大恒星，并研究尘埃和气体如何向圆盘移动。模拟将告诉我们哪些物理学在起作用，恒星是如何进化到我们观察到的快照的，以及它们未来的进化，”该研究的第二作者、尼尔斯玻尔研究所的博士后拉吉卡·L·库鲁维塔（Rajika L. Kuruwita）解释说。

年轻的原恒星周围环绕着由气体和尘埃组成的原行星盘。在圆盘内部，行星主要是通过吸积形成的。在经历了数百万年的混乱和碰撞之后，行星结合在一起并围绕轨道运行。这是一个高度复杂的过程，科学家们正在认真研究。像我们这样的太阳系在一个方面很简单：只有一颗恒星。恒星的质量和重力影响着原行星盘的形态和行为，以及在盘中形成的行星。

但是，在一个有两颗原恒星的系统中，就更加复杂了。

在单星系统中，恒星吸积物质更加均匀。虽然吸积量仍有变化，但在只有一个大质量天体的情况下，事情的进展更可预测。但正如这项研究所显示的那样，双星原恒星在形成时表现出了很大的不同。恒星的形成过程不是一个稳定的吸积过程，而是周期性的亮度爆发，因为恒星围绕它们共同的质量中心运行，周期性地吸收大量物质。这些断断续续的吸收事件会触发能量爆发，从而扭曲圆盘。这对在恒星周围的物质盘中形成的任何行星都有意义。

上图：这张图片是该研究中对双星的磁流体动力学模拟的一张截图。一个气体桥(黄色)连接着这一对，白色的线表示由于一次快速的吸积而产生的物质外流。这些强大的爆发塑造并破坏了行星形成的原行星盘。

“坠落的物质将引发强烈的加热。热量会使恒星比平时亮得多，“拉吉卡·L·库鲁维塔说。“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。”

上图：研究中的这张图显示了双星原恒星的一些活动。这些恒星围绕它们共同的重心运行，如图中的黑点所示。当其中一颗恒星吸收了大量的物质时，它就会耀斑并产生流出物。由于原恒星的双星运动，流出物不是两极的。

下落材料增加的事件是周期性的。数十年或数百年，每隔一千年左右，物质进入恒星的运动变得非常强烈。在这些事件期间，双星在消退之前会变亮数十倍或数百倍。

上图：这项研究的MHD模拟显示了年轻的双星原恒星的吸积流和爆发。

NGC 1333-IRAS2A 有点像一个实验室，用来观察年轻系统的形成。目前还没有行星，所以现在就断定这一活动对行星形成有什么影响，或者是否可以在那里形成宜居行星还为时过早。但其他天体也可能是宜居方程的一部分，研究小组打算使用 ALMA 对该系统进行更多研究，特别是彗星。

众所周知，太阳系中的彗星会携带着一些构成生命的物质。科学家已经在“67P/丘留莫夫-格拉西缅科（67P/Churyumov-Gerasimenko）”彗星上检测到了氨基酸甘氨酸。他们还发现了氨盐和脂肪族化合物。这些发现支持了长期以来的观点，即彗星可以在整个太阳系中传播生命所需的物质。

上图：2015年7月7日罗塞塔（Rosetta）看到的67P彗星。

杰斯·k·约根森教授表示：“彗星很可能在创造生命进化的可能性方面发挥关键作用。彗星通常含有大量的冰，并含有有机分子。可以想象，在行星贫瘠的时期，有机分子被保存在彗星中，后来的彗星撞击将把分子带到行星表面。”

最近的研究表明，构成行星的物质可以在太空中的冰冷颗粒上形成。 但在像 NGC 1333-IRAS2A 这样的系统中，明显加热的事件可能会破坏或改变该过程中的化学反应。

“爆炸造成的加热将触发尘埃颗粒及其周围的冰的蒸发。这可能会改变构成行星的物质的化学成分，”约根森说。

ALMA 可以探测到其中一些化学物质，尤其是气态的。它可以看到一些复杂的化学反应。在这项研究中，作者在原恒星周围检测到了几种复杂的化学物质。

上图：研究中的这张图显示了在 vall1 附近探测到的一些分子，vall1 是双星中的一颗。研究小组在原恒星外壳的温暖气体中发现了它们。

“ALMA 覆盖的波长使我们能够看到相当复杂的有机分子，因此分子具有 9-12 个原子并含有碳。这些分子可以成为更复杂分子的基石，这些分子对我们所知的生命至关重要，”约根森说。 “例如，在彗星中发现的氨基酸。”

人类将不得不观察 NGC 1333-IRAS2A 数百万年，以了解能形成何种类型的行星。但是，我们不必等待那么长时间来了解系统中的一些化学成分，以及存在什么类型的构建块。詹姆斯韦伯太空望远镜、ALMA、即将推出的平方公里阵列 (SKA) 和欧洲超大望远镜 (E-ELT) 将共同合作，来探测难以捉摸的化学物质。不仅在这个年轻的双星原恒星系统中，在其他系统中也是如此。

SKA 还将允许直接观察大型有机分子。詹姆斯·韦伯太空望远镜在红外波段工作，这特别适合观察冰中的分子。最后，我们还有 ALMA，它特别适合观察气态分子。结合不同的来源，将提供丰富的令人兴奋的结果，

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