三恆星攪混自己的原行星盤
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三恆星攪混自己的原行星盤

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許多恆星都有行星為伴。

在單一恆星擁有行星的這種情況下,行星和恆星的軌道通常是在同一平面上。譬如在太陽系裡的情況就屬於這種,依天文學家的說法,這樣的行星軌道是「對齊」的。

如果是兩個彼此距離很近的雙星擁有行星,那情況就略有不同了,兩顆恆星可以在一個平面上互相環繞,但兩顆恆星的行星們又可在另一個平面上繞雙星運動。這兩平面可以是互為傾斜的,也就是說,兩者不對齊。

接著,想像一下,如果是三顆恆星,情況又是如何?現在,天文學家用凹瑪望遠鏡研究了一個叫做「獵戶座GW星」的三星系統,第一次幫這種狀況理出一些線索。獵戶座GW星是個比較年輕的三星系統,包覆在巨大的氣體塵埃盤裡,將來在這個圓盤裡的氣體塵埃有可能會聚集成多個行星。

事實上,獵戶座GW星有個非常特別的盤,首先,它非常巨大:圓盤的外緣和恆星間的距離約有500億公里那麼遠;其次,這個盤還是由三個獨立的環共組而成的。最引人注意的是,它的最內環呈現彎彎翹翹的形狀,並且,相對於更外側的兩個環來說,最內環還是傾斜的,與外二環也對得非常地不齊。

除了凹瑪望遠鏡,另有其他望遠鏡的觀測結果顯示,位於盤中心那裡的三恆星的各自軌道也同樣沒有對齊。

對這樣的觀測情形,一共兩組天文學家都對它作出解釋,其中A組認為,這些沒對齊的環必定是在一或多個大質量行星的重力作用下形成的。要是這組天文學家說得沒錯的話,那麼獵戶座GW星將是已知的第一個擁有行星的三星系統。

B組天文學家則認為,這系統裡的環會彼此對不齊的原因是中央三恆星的重力作用不斷在變化。

不管怎麼說,從凹瑪望遠鏡對獵戶座GW星的觀測都已顯示的是,三恆星最終可能會形成一個行星系統,並有著極不尋常的軌道,那和我們的太陽系會非常不同。


發現了什麼?

獵戶座GW星是位於獵戶座的一個年輕的三恆星系統,可能形成的時間還不到一百萬年,和地球相距1,330光年。三恆星中有兩個是每240天就繞軌道轉完一次,彼此距離約1.5億公里——這相當於太陽到地球的距離。至於第三顆恆星,則是每11.5年以傾斜軌道繞著前述的雙星轉完一圈,與雙星距離12億公里。稍遠處,有著構成了三恆星原行星盤的三個環,三環離中央三星的距離分別是:70億公里、280億公里、500億公里。凹瑪望遠鏡這次觀測結果顯示,最內環與外圍二環,排列未對齊的情形頗嚴重。

誰發現的?

兩組天文學家都用凹瑪望遠鏡觀測了獵戶座GW星。第一組由英國教授Stefan Kraus主持,研究結果公布在《科學》雜誌。Stefan教授和他的同事們相信,獵戶座GW星的原行星盤表現出的奇怪性質,可以用三恆星的重力變化來加以解釋。第二組天文學家是由現在在加拿大維多利亞大學讀博士的畢嘉擎主持(他2019年曾參加過臺灣中研院天文所的暑期學生計畫),這支團隊把發現的結果發表在《天文物理期刊通訊》上。畢嘉擎他們認為,為什麼會觀測到行星的排列這麼不整齊?只有在原行星盤中有至少一個巨大行星已形成的狀況下,才能解釋。

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