即使垂死的恆星仍然可以誕生行星
行星通常不會比它們所圍繞的恆星年老多少。以太陽為例:它誕生於46億年前,不久之後,地球誕生。但是比利時的荷語天主教魯汶大學(Katholieke Universiteit Leuven)的天文學家發現,完全不同的情況也是可能發生。即使恆星瀕臨死亡,某些類型的恆星仍有可能形成行星。如果這一點得到證實,行星形成的理論需要調整。
像地球這樣的行星,以及我們太陽系中的所有其它行星,都是在太陽誕生後不久形成。太陽在46億年前開始燃燒,在接下來的一百萬年裡,它周圍的物質聚集成原行星。原行星盤中行星誕生,一個由塵埃和氣體組成的巨大煎餅形狀原行星盤,太陽位於中間,這個解釋了為什麼太陽系的行星都在同一平面上運行。
但這樣的塵埃和氣體圓盤不一定只圍繞新生恆星。它們也可以獨立於恆星形成而發展,例如,圍繞其中一顆正在死亡的雙星(雙星是兩顆相互繞行的恆星,也稱為雙星系統)。當中等大小的恆星(例如:太陽)接近死亡時,會將它的大氣層外部一部分彈射到太空中,之後它會慢慢死亡,變成白矮星。然而,在雙星的情況下,第二顆恆星的重力會導致垂死恆星噴出的物質形成一個扁平的旋轉圓盤。此外,這個圓盤與天文學家在銀河系其它地方的年輕恆星周圍觀察到的原行星圓盤非常相似。
由荷語天主教魯汶大學研究人員領導的國際天文學家團隊發現,圍繞進化雙星的圓盤並不罕見,也會顯示出可能指向行星形成的跡象。更重要的是,研究發現,十分之一的雙星就有這種情況。
荷語天主教魯汶大學天文學家積克·克斯卡(Jacques Kluska)說:「在我們研究的10%的帶有圓盤的進化雙星中,在圓盤中看到一個巨大的空穴(cavity)區域,顯示有東西漂浮在那裡,正在收集空腔區域的所有物質。」
清理附近的物質是行星的工作。那顆行星可能不是在其中一顆雙星生命的最開始形成,而是在最後形成的。此外,天文學家還發現存在此類行星的進一步有力跡象。在圓盤中具有巨大空穴的演化雙星中,我們看到垂死恆星表面的鐵等重元素非常稀少,觀測結果導致人們懷疑含有大量重元素的塵埃被行星捕獲。荷語天主教魯汶大學天文學家不排除這樣的可能性,這些雙星周圍可以形成幾顆行星。
這個發現是在天文學家為銀河系中已演化的雙星編制清單時發現。他們是根據現有的、可公開獲得的觀測結果做到這一點的。克斯卡研究團隊計算了85對這樣的雙星系統。在十對中,研究人員在紅外線圖像上發現一個帶有大空空的圓盤。
【圖、文:節譯自比利時荷語天主教魯汶大學2022年2月1日新聞公佈】 研究全文刊登在2022年2月1日出版的《天文學及天體物理學報》;標題是:A population of transition disks around evolved stars: Fingerprints of planets