近一半的類太陽恒星是雙星系統(tǒng)。根據(jù)一項(xiàng)新研究，雙星周圍的行星系統(tǒng)可能與單星周圍的行星系統(tǒng)非常不同。這指出了尋找地外生命形式的新目標(biāo)。
由于唯一已知的有生命的行星，即地球，是圍繞著太陽運(yùn)行的，因此，對(duì)于試圖尋找地外生命的天文學(xué)家來說，類似大小的恒星周圍的行星系統(tǒng)是明顯的目標(biāo)。然而，該類別中幾乎每第二顆恒星實(shí)際上都是雙星，即一對(duì)受引力約束并圍繞對(duì)方運(yùn)行的恒星。哥本哈根大學(xué)的一項(xiàng)新研究結(jié)果表明，行星系統(tǒng)在雙星周圍的形成方式與在太陽等單星周圍的形成方式非常不同。
“這一結(jié)果令人振奮，因?yàn)樵谖磥韼啄陜?nèi)，尋找地外生命的工作將配備幾個(gè)新的、極其強(qiáng)大的儀器。這增強(qiáng)了了解行星是如何在不同類型的恒星周圍形成的意義?！痹擁?xiàng)目的負(fù)責(zé)人、哥本哈根大學(xué)尼爾斯·玻爾研究所的Jes Kristian J?rgensen教授說：“這樣的結(jié)果可能會(huì)確定對(duì)探索生命存在特別感興趣的地方?！?/p>
該項(xiàng)目也有來自中國臺(tái)灣和美國的天文學(xué)家參與，其結(jié)果于5月23日發(fā)表在著名的《自然》雜志上。
爆發(fā)塑造了行星系統(tǒng)
這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)是基于智利的ALMA望遠(yuǎn)鏡對(duì)一個(gè)年輕的雙星系統(tǒng)的觀測(cè)，這個(gè)雙星系統(tǒng)距離地球約1000光年。這個(gè)雙星系統(tǒng)被稱為NGC 1333-IRAS2A，被一個(gè)由氣體和塵埃組成的圓盤所包圍。觀測(cè)結(jié)果只能為研究人員提供該雙星系統(tǒng)演化過程中的一個(gè)點(diǎn)的快照。然而，研究小組已經(jīng)用計(jì)算機(jī)模擬來補(bǔ)充觀察結(jié)果，并在時(shí)間上向后和向前延伸。
“觀測(cè)結(jié)果使我們能夠放大恒星，研究塵埃和氣體如何向星盤移動(dòng)。模擬將告訴我們哪些物理學(xué)在起作用，以及這些恒星在我們觀察到的快照之前是如何演變的，以及它們未來的演變，”《自然》雜志文章的第二作者、尼爾斯·玻爾研究所的Rajika L. Kuruwita博士后解釋說。
值得注意的是，氣體和塵埃的運(yùn)動(dòng)并不遵循一個(gè)連續(xù)的模式。在某些時(shí)間點(diǎn)上–通常是每一千年中相對(duì)短的十到一百年–運(yùn)動(dòng)變得非常強(qiáng)烈。雙子星變得比原來亮十到一百倍，直到它恢復(fù)到正常狀態(tài)。
據(jù)推測(cè)，這種循環(huán)模式可以用雙子星的雙重性來解釋。這兩顆恒星相互環(huán)繞，在特定的時(shí)間間隔內(nèi)，它們的聯(lián)合引力將影響周圍的氣體和塵埃盤，導(dǎo)致大量的物質(zhì)向恒星墜落。
“下降的物質(zhì)將引發(fā)顯著的加熱。熱量將使恒星比平時(shí)明亮得多，”Rajika L. Kuruwita說，并補(bǔ)充道：“這些爆發(fā)將把氣體和塵埃盤撕裂。雖然圓盤將再次建立起來，但爆發(fā)仍可能影響后來的行星系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)?！?/p>
彗星攜帶生命的構(gòu)件
觀察到的恒星系統(tǒng)仍然太年輕，不可能形成行星。研究小組希望在ALMA獲得更多的觀測(cè)時(shí)間，從而能夠研究行星系統(tǒng)的形成。
不僅是行星，彗星也將成為關(guān)注的焦點(diǎn)?！板缧呛芸赡茉趧?chuàng)造生命進(jìn)化的可能性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。彗星通常有很高的冰含量，并存在著有機(jī)分子?？梢院芎玫叵胂?，在行星貧瘠的年代，有機(jī)分子被保存在彗星中，后來彗星的撞擊將把這些分子引入行星的表面，”Jes Kristian J?rgensen說。
在這種情況下，了解爆發(fā)的作用是很重要的。“爆發(fā)引起的加熱將引發(fā)塵埃粒子和它們周圍的冰的蒸發(fā)。 這可能會(huì)改變形成行星的材料的化學(xué)成分?！?/p>
因此，化學(xué)是研究范圍的一部分。“ALMA所覆蓋的波長使我們能夠看到相當(dāng)復(fù)雜的有機(jī)分子，因此具有9-12個(gè)原子并含有碳的分子。這樣的分子可以成為更復(fù)雜的分子的構(gòu)件，而這些分子是我們所知的生命的關(guān)鍵。例如，在彗星中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的氨基酸?！?/p>
強(qiáng)大的工具加入尋找太空生命的行列
阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）不是一個(gè)單一的儀器，而是66個(gè)協(xié)調(diào)運(yùn)作的望遠(yuǎn)鏡。這使得它的分辨率比單臺(tái)望遠(yuǎn)鏡所能獲得的要好得多。
很快，新的詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）將加入尋找地外生命的行列。在本十年接近尾聲時(shí)，JWST將得到歐洲極大望遠(yuǎn)鏡（ELT）和極其強(qiáng)大的平方公里陣列（SKA）的補(bǔ)充，兩者都計(jì)劃于2027年開始觀測(cè)。歐洲極大望遠(yuǎn)鏡將以其39米的鏡面成為世界上最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，并將準(zhǔn)備好觀測(cè)系外行星的大氣狀況。SKA將由南非和澳大利亞的數(shù)千臺(tái)望遠(yuǎn)鏡協(xié)調(diào)工作組成，其波長將比ALMA更長。
“SKA將允許直接觀測(cè)大型有機(jī)分子。詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡在紅外線下工作，這特別適合觀察冰中的分子。最后，我們繼續(xù)擁有ALMA，它特別適合觀測(cè)氣體形式的分子?！盝es Kristian J?rgensen總結(jié)說：“將不同的來源結(jié)合起來將提供大量令人興奮的結(jié)果?！?/p>
關(guān)于雙星系統(tǒng)NGC 1333-IRAS2A研究的科學(xué)文章于5月23日發(fā)表在《自然》雜志上。
