遠距雙星系統可能有傾斜的軌道
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遠距雙星系統可能有傾斜的軌道

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想像一對新郎和新娘很浪漫地在跳舞,彼此互繞對方轉呀轉,一旁參加婚宴的賓客則以新娘和新郎為中心環繞成一個大圓,與新娘新郎跳著舞所轉動的同方向走動行進,就像兒童樂園的輻射飛椅繞著中心球體同方向轉那樣。對科學家來說,當跳舞的新娘、新郎、走路的嘉賓全都位在同一層樓面上,這時,他們是「在同一平面上」運動。

在宇宙裡,事情常常可能不太一樣。本來我們以為,如果兩個恆星繞著彼此運轉(像是上例中互繞著對方在跳舞的新郎新娘),那麼預期中,繞著恆星公轉的行星(=嘉賓們)也會是在同一平面上。但根據凹瑪的最新觀測,實際情況可不一定。

宇宙裡雙星系統非常多:凡是彼此互繞的兩個恆星就叫做雙星。克卜勒太空船已經發現到這種雙星系統中有的會擁有行星系統。要是你住在這種像塔圖因一樣的行星上,會看到天空中不只有一個而是兩個太陽(「塔圖因」行星是電影星際大戰主角「天行者路克」的故鄉)。

由克卜勒號所發現的這些好像塔圖因一樣的行星,其運轉軌道全都是繞著密近雙星轉動。密近雙星彼此相距不會太遙遠,每40天就繞對方轉一圈。更重要的是,所有的行星軌道都位在和雙星軌道相同的一個平面上,也就是新娘、新郎、嘉賓們全都在同一層樓上的那種場景。

但是凹瑪觀測發現了意料外的事。雖然凹瑪不能用來看成熟行星,但它專門適合觀測環繞著新生恆星的氣體塵埃雲,而那同時也是行星所誕生的地方。在密近雙星的案例中,凹瑪發現塵埃盤的確都和中心處的雙星是在同一平面上,這與克卜勒號觀測到的一致。但對遠距雙星,也就是繞行對方運轉的軌道時間是大於一個月的那種案例來說,氣體塵埃盤通常不和雙星位在同一平面上。

這些對不太齊的盤將來要是冷卻凝結形成行星的話,那麼那些行星到時候運轉軌道將與中央雙星呈一個傾斜的角度進行。也就是說,當繞著新娘新郎走著的那圈嘉賓們其中半邊的人向上爬到二樓時,另半邊賓客卻是朝下走往地下室。

天文學家已經略懂在太陽這種單一恆星身邊的行星是如何形成,新的凹瑪觀測讓我們能了解到雙星旁的行星怎麼形成。


發現了什麼?

多數年輕恆星都有一圈氣體塵埃組成的扁圓狀雲氣盤環繞在它外面。未來盤中物質將凝結成行星,這種所謂的「原行星」的相關細節,凹瑪望遠鏡已經觀測到不少,並發現到雙星(即彼此互繞著對方轉的兩個恆星)有的也會有原行星盤環繞在外。凹瑪對19個「環雙星盤」觀測並研究其排列方向,結果發現,以密近雙星這種互繞對方運轉而軌道週期短於1個月的例子來說,盤和雙星是會都在同一平面上。但軌道週期大於1個月的案例中,則環雙星盤大多呈傾斜,各種角度都有。

誰發現的?

這項發現是由美國加州柏克萊大學的Ian Czekala所主持的美國團隊完成的,團隊共有8位成員。結果發表在《天文物理期刊》。

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