双星系统中可能存在类地行星

✨ 双星照耀的蓝色星球?

——类地行星或可存在于双星系统

这张艺术概念图展示了一颗行星围绕两颗恒星运行的景象,两颗恒星位于图的左上方和右上方。双星系统70奥菲廖奇距离地球约16光年。最新研究指出,该系统可能具备支持类地行星存在的条件。图像来源:NASA ESA CSA STScI Robert Hurt(Caltech IPAC)。

🌍 一个类似地球的行星有两颗恒星会很近吗?

人们对围绕多颗恒星运行的行星充满兴趣,例如《星球大战》中的塔图因或《三体》中的三体世界。研究人员对邻近的一颗双星系统进行了建模分析,结果表明该系统有可能支持一颗地球大小的行星在其宜居带内稳定运行。

研究人员以70Ophiuchi双星系统为模型。该双星系统距离地球约16光年。70Ophiuchi系统的两颗恒星均略小于太阳,表面温度也略低于太阳。尽管目前尚未在该系统的任一颗恒星周围发现行星,但加州大学河滨分校的天文学家指出,一颗行星完全有可能稳定地围绕其中一颗恒星运行,并且其轨道可能位于该恒星的宜居带内,即行星表面能够维持液态水存在的区域。

研究人员于2026年9月29日在《天体物理学杂志》上发表了他们的同行评审研究。

❓ 为何关注70双子座?

The researchers targeted 70 Ophiuchi for their study. It’s a nearby star at around 16 light years away, and people have been observing it for decades. From a dark sky site, you can see it with the unaided eye as a single dim point of light at around magnitude 4 in the constellation Ophiuchus—the Serpent Bearer.

通过几十年的测量数据,研究人员能够创建一个更好的模型来预测那里的状况。利用他们的计算机模型,研究人员可以将一个地球质量的行星引入不同位置,以观察系统会发生什么变化。该模型的合著者、加州大学河滨分校的斯凯勒·达尼亚洛利奥说:

我们计算了主星周围宜居带的边界。随后,我们检验了一颗地球质量的行星在该宜居带内不同距离处能否维持稳定轨道。

我们发现,在主星的宜居带内,稳定轨道是可能存在的。你或许会认为伴星会干扰这些轨道,但事实未必如此。

D’Angiolillo补充道:

可将地球的轨道视为近似圆形。一颗不稳定的行星,其轨道可能逐渐变得越来越扁长,最终几乎被完全抛出该恒星系统。通过在不同位置重复进行模拟,我们可以识别出适合地球大小的行星长期保持轨道稳定的空间区域。

这是双星系统70Ophiuchi的早期观测图像,拍摄于美国海军天文台,图像由加州大学河滨分校提供。

☀️ 我们的太阳是个异类。

太阳没有伴星,这使它显得有些特殊。大多数天文学家研究过的恒星都是成对存在的,事实上,银河系中约85%的类太阳恒星都有一个或多个伴星。因此,若能发现一颗类似地球、位于宜居轨道上的行星存在于双星系统中,将是对理解潜在宜居行星是否可能存在于银河系中最常见类型恒星周围的重要一步。共同作者、加州大学河滨分校的史蒂芬·凯恩表示:

拥有第二颗太阳听起来或许很奇特,但我们应当考虑那些未必与地球所处环境相似、却仍可能适宜居住的世界。

这类工作之所以重要,原因之一在于,在尝试直接观测行星之前,我们可以采取许多步骤。我们可以先问:这个系统是否具备容纳潜在宜居行星的能力? 这种动力学筛选方法对于宜居世界天文台(Habitable Worlds Observatory)将很有帮助——这是NASA计划开展的一项任务,旨在协助搜寻潜在宜居的世界。随着科学家们开始考虑可能的观测目标,还有许多其他双星系统也能从这类分析中受益。

这类工作之所以重要,原因之一在于:在尝试直接观测行星之前,我们其实可以采取许多前期步骤。我们可以首先提出一个问题:该行星系统是否具备容纳潜在宜居行星的基本条件?

这种动力学筛选方法可能对宜居世界天文台这类任务具有实用价值,该任务旨在助力搜寻潜在的宜居行星。此外,在科学家遴选可能的目标天体时,许多其他双星系统也可从此类分析中获益。

但凯恩表示,他们将继续对70Ophiuchi进行研究。凯恩评论道:

谁知道呢?我们或许真能在宜居带中发现一颗地球大小的行星,正如斯凯拉所预测的那样,甚至可能在宜居世界天文台发射之前就实现这一发现。

艺术家构想的拥有两颗恒星的行星。图片来自 NASA JPL-Caltech T. Pyle

天文学家发现,一颗类地行星可能在两颗邻近恒星之一周围拥有稳定且潜在宜居的轨道。

新的PFS数据及对可能存在的行星伴星的限制

经加州大学河滨分校

🌟 相关知识(天文术语)

双星系统是由两颗恒星在引力作用下相互绕行组成的天体系统,它们围绕共同的质心运行。这类系统在宇宙中十分常见,有助于科学家研究恒星的质量、演化及轨道动力学。双星系统中的恒星可能彼此接近,甚至发生物质交换,形成特殊的天文现象,如变星或超新星爆发。研究双星系统对理解恒星形成与宇宙结构具有重要意义。

BY: Kelly Kizer Whitt

FY: AI

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自: https://earthsky.org/space/earthlike-planet-with-2-stars-70-ophiuchi/

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