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宇宙最強定律:弱肉強食,弱小的恒星也無法留往自己的行星

時間:2023-06-26 09:33:43    來源:科普中國網    

行星盜竊:大質量恒星盜竊行星

這張照片中是一顆氣體巨行星(比如木星)在遙遠的軌道上環繞著一顆藍色的大質量恒星公轉。這顆行星很可能是從另一顆恒星上被捕獲或偷走的。圖片來自謝菲爾德大學的馬克?加利克(Mark Garlick)。經允許使用。

大質量恒星釋放出的紫外線輻射會限制行星的生長,那怎么會形成最終像木星這樣大的行星的? 謝菲爾德大學的天文學家說:“偷”來的。在2022年9月7日的一份聲明中,研究人員提出,大質量恒星——超出太陽尺寸三倍多的恒星——會把行星從它們原本的恒星中撕裂出來,這稱之為行星盜竊。


【資料圖】

研究人員在同行評審期刊《皇家天文學會月報》上發表了這一發現。這篇論文也可以在arXiv上找到。

大質量恒星可能會偷走其他星系的“系外行星”

樂觀點看,大質量恒星周圍是有可能形成行星的。不過,恒星所發出的強大的輻射會限制行星的成長。 然而,天文學家發現了大質量恒星和木星那么大的行星,這是怎么形成的呢?謝菲爾德大學的天文學家解釋說,這些行星最初可能屬于另一個恒星——恒星托兒所(stellar nursery)或年輕星團中質量較小的恒星,這些大質量恒星將行星從它們最初的母恒星中撕裂開來。 天文學家將他們的發現稱為b星系外行星豐度研究(B-star Exoplanet Abundance Study,BEAST)(譯者注:下稱“野獸”)。

這些“野獸”行為發生的軌道距離小行星原來的主星很遠, 小行星和母恒星的距離可能是地球和太陽之間距離的幾百倍。 研究報告的合著者、謝菲爾德大學的艾瑪(Emma Daffern-Powell)說:

“我們之前的研究表明,在恒星托兒所中,恒星可以從其他恒星那里偷走行星,或者捕獲我們所說的‘自由漂浮’行星。 我們知道,大質量恒星比類太陽恒星對托兒所內的行星影響更大。 我們發現這些大質量恒星可以捕獲或偷走行星,我們稱之為‘野獸’(BEASTies)。

“本質上,這是一場行星劫案。 我們使用計算機模擬顯示,在恒星形成區域演化的前1000萬年中,這些‘野獸’的盜竊或捕獲平均發生一次”。

行星劫案現場側寫

研究報告的合著者、謝菲爾德大學的理查德·帕克(Richard Parker)表示:

“‘野獸’行星是無數系外行星系統的新成員,這些系外行星系統顯示出令人難以置信的多樣性,有圍繞類太陽恒星運行的行星系統,也有圍繞演化主序后期(evolved star)或死亡恒星運行的行星。

“‘野獸’合作研究項目已經發現了至少兩顆圍繞大質量恒星運行的超木星級行星。 雖然行星有可能在大質量恒星周圍形成,但很難想象像木星和土星這樣的氣體巨行星能夠在如此惡劣的環境中形成。因為恒星的輻射可以在行星完全形成之前蒸發掉它們。

“然而,我們的模擬表明,這些行星可以被捕獲或偷走,其軌道與觀察到的‘野獸’非常相似。 我們的研究結果進一步證實了這個觀點,即在較遠軌道上(超過地球到太陽的距離的100倍)的行星可能不會圍繞它們的母恒星運行。”

做個總結:大質量恒星會釋放出強大的輻射限制其周圍行星的生長。 但新的研究表明,如果一個大質量恒星周圍有像木星那么大的行星,那很可能是被這種“野蠻”的恒星“搶”來的。

相關知識

謝菲爾德大學是英國南約克郡謝菲爾德的一所公立研究型大學。它最初是由1828年成立的謝菲爾德醫學院、1879年成立的弗斯學院和1884年成立的謝菲爾德技術學校合并而成,并于1905年被愛德華七世授予皇家憲章。

恒星托兒所(stellar nursery):或譯恒星嬰兒室,是指星云中新的恒星劇烈形成的區域。

宇航局的哈勃太空望遠鏡瞥見了一個“恒星嬰兒室”——恒星誕生的塵埃云。(圖片來源:航天局/哈勃/國家航空航天局/J.C.坦(查爾默斯大學和弗吉尼亞大學)/R.費德里亞尼(查爾默斯大學)

BY:Kelly Kizer Whittand

FY: YoKiT @小賈快跑

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