使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)的天文學(xué)家在雙星周圍的原行星盤中發(fā)現(xiàn)了驚人的軌道幾何形狀。繞著最緊湊的雙星系統(tǒng)運(yùn)行的磁盤幾乎共享同一平面,而環(huán)繞寬雙星的磁盤具有嚴(yán)重傾斜的軌道平面。這些系統(tǒng)可以教會(huì)我們有關(guān)復(fù)雜環(huán)境中行星形成的知識(shí)。
在過去的二十年中,除了我們的太陽外,還發(fā)現(xiàn)了成千上萬的行星圍繞恒星運(yùn)行。這些行星中的一些繞兩顆恒星運(yùn)行,就像盧克·天行者的故鄉(xiāng)塔圖因一樣。行星誕生于原行星盤中-多虧了ALMA,我們現(xiàn)在對(duì)它們有了奇妙的觀測(cè)-但是到目前為止研究的大多數(shù)盤都圍繞單顆恒星運(yùn)行。“塔圖因”系外行星形成在雙星周圍的圓盤中,即所謂的外圓盤。
研究“塔圖因”行星的發(fā)源地為了解行星在不同環(huán)境中如何形成提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)。天文學(xué)家已經(jīng)知道,雙星恒星的軌道會(huì)扭曲并傾斜它們周圍的圓盤,從而導(dǎo)致外圓盤相對(duì)于其主恒星的軌道平面未對(duì)準(zhǔn)。例如,在英國沃里克大學(xué)的格蘭特·肯尼迪(Grant Kennedy)領(lǐng)導(dǎo)的2019年研究中,ALMA發(fā)現(xiàn)了一個(gè)引人注目的環(huán)向盤,呈極地構(gòu)造。
加州大學(xué)伯克利分校的天文學(xué)家Ian Czekala說:“通過我們的研究,我們想了解更多關(guān)于外圓盤的典型幾何形狀。”Czekala和他的團(tuán)隊(duì)使用ALMA數(shù)據(jù)來確定雙星周圍19個(gè)原行星盤的對(duì)準(zhǔn)程度。Czekala說:“高分辨率的ALMA數(shù)據(jù)對(duì)于研究一些最小和最細(xì)微的外圓盤至關(guān)重要。”
天文學(xué)家將周盤的ALMA數(shù)據(jù)與開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的十幾個(gè)“塔圖因”行星進(jìn)行了比較。令他們驚訝的是,研究小組發(fā)現(xiàn),雙星及其周圍圓盤未對(duì)準(zhǔn)的程度在很大程度上取決于宿主恒星的軌道周期。雙星的軌道周期越短,就越有可能在其軌道上托管一個(gè)磁盤。但是,周期超過一個(gè)月的二進(jìn)制文件通常托管未對(duì)齊的磁盤。
塞卡拉說:“我們看到小型磁盤,繞行的緊湊型二進(jìn)制文件和開普勒任務(wù)發(fā)現(xiàn)的環(huán)繞行星之間有明顯的重疊。”由于開普勒的主要飛行任務(wù)持續(xù)了4年,因此天文學(xué)家只能在不到40天的時(shí)間內(nèi)就發(fā)現(xiàn)繞雙星飛行的行星。所有這些行星都與它們的宿主恒星軌道對(duì)齊。一個(gè)持續(xù)的謎團(tuán)是開普勒是否會(huì)發(fā)現(xiàn)很難找到許多未對(duì)準(zhǔn)的行星。Czekala補(bǔ)充說:“通過我們的研究,我們現(xiàn)在知道開普勒不會(huì)遺漏的錯(cuò)位行星的數(shù)量不多,因?yàn)榫o緊的雙星周圍的外圓盤通常也與恒星的主星對(duì)齊。”