奇妙的多星系統，錯位的系外行星，太陽系外更精彩的星系！

新研究發現，環雙星系統的系外行星錯位，將告訴我們怎樣的奇妙故事？

在舊版《星球大戰》電影中，有一幕標誌性的場景，盧克·天行者在塔圖因沙漠欣賞令人震撼的雙落日奇觀。

現在，國家射電天文台（NRAO）的一項新研究表明這種環繞多顆恆星運行的系外行星可能位於距原雙星軌道平面非常遠的錯位軌道。

 這一發現對複雜多星系統中行星的形成產生了影響。相比於開普勒太空望遠鏡觀測的十幾個具有系外行星的雙星軌道週期都少於四十天，該研究利用位於智利的ALMA（阿塔卡馬大型毫米和次毫米波陣）觀測到１９個環繞雙星的行星盤軌道週期都較長。

在環繞着年輕恆星的行星盤中，碎片慢慢結合形成行星。在雙星系統中，行星環被稱為環雙星行星盤。

加州大學伯克利分校的天文學家伊恩·切克拉告訴今日宇宙：“這項研究為解釋開普勒計劃發現的環雙星行星提供了所需的背景。”

“利用環雙星行星盤的無線電觀測數據，我們能夠具體地説明有多少環雙星行星相對其雙星平面產生了錯位。”

2011年，人們宣告發現了第一顆環繞多星系統的系外行星——開普勒-16b。而後，隨着越來越多的系外行星被發現，我們逐漸意識到環繞雙星和多星形成的複雜系統將告訴我們一些奇妙的故事。

比雙星更多的多星系統中會發生什麼？切克拉表示：“我們只有幾個圍繞三星或者四星的行星盤樣本，比如GW Orionis和GG Tauri.”

“因此現在沒有足夠的數據能確定，三星系統的動力學環境比雙星更復雜。所以我期待你們能夠看到更為普遍的奇特軌道。”

我們地球在位於太陽系的眾多主序列星球中是一個怪球。今夜，你裸眼看到的大多數星星都是雙星和三星，想想就覺得很奇怪。

還有一個奇怪的事實：宇宙中最常見的星體——紅矮星，沒有一顆離地球足夠近或是足夠亮能讓我們裸眼進行觀測。

探究雙星

該研究發現雙星系統的軌道週期越長，環雙星行星盤越可能與雙星平面錯位，對齊與錯位的切換時間正好是軌道週期這40天。

 如果雙星系統處於極為快速的軌道，環雙星行星盤則會趨向對齊雙星平面。但是隨着時間的推移，處於較慢軌道的行星盤也會趨於錯位。

軌道週期為 315 天的 HD 98800 b（左）和 AK 天蠍座（右），週期僅為 13.6 天。（ALMA,ESO/NAOJ/NRAO,I.切克拉，G.肯尼迪，和NRAO/AU/NSF，S.道格納羅）

開普勒數據的一個限制在於，他正在極短的軌道週期內觀測凌日系外行星，那麼短週期系外行星極有可能經過我們的視線然後首先出現在開普勒數據上。軌道週期較長的環雙星行星很有可能還未被觀測到，但它也許會出現在未來的微引力透鏡或者直觀的圖像上。

這個發現展示了各個行星系統可能有着巨大的不同。在太陽系中，我們能夠看到主要的行星都排布在黃道平面上。但雙星系統運行時，會將其外部的環雙星行星盤扭曲至研究中所看到的錯位。

一個戲劇性的例子是華威大學研究人員在2019年宣告發現的一個位於150光年外位於過兩極軌道的環雙星行星盤——HD 98800b(TV Crateries )

如今，我們已經開始擴大環雙星行星盤的數據庫。NASA的凌日系外行星勘察衞星（TESS）發現了他的第一顆環雙星系外行星——TOI-1338b。

系外行星的天空

位於錯位軌道的系外行星景色和季節都相當獨特。

在這顆行星上的觀察者會看到主恆星是截然不同的兩顆星，這兩顆星在行星平面錯位對齊交替的季節會重合形成日食，並改變這段時間內行星表面的日照量。

現在，我們已知4245顆系外行星，並且這一數字在不斷增長。我能夠清楚地記得，20世紀末之前，我們不知道任何一顆太陽系以外的系外行星，許多傑出的天文學家提出充分的理由認為這種狀態會一直保持下去。發展到2020年，我們已瞭解到足夠多的系外行星，並能秉持着求實的科學態度對更多的星系進行特徵描述和分類。

作者: DAVID DICKINSON

FY: 硬幣

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