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很多恒星居然也会“偷吃”!那些附近的行星,感觉就像“第三者”

作者:优美生态环境保卫者

在天文观测活动中,无论是太阳系,还是其它恒星系,对恒星和围绕它运行的行星的特征监测、演化研究以及是否具备生命存在条件等,都是科学家们重点关注的问题。

我们知道,恒星的产生,要依赖于众多氢、氦气体以及星际尘埃,在引力扰动下这些物质不断碰撞、聚集、坍缩,最终“越吃越胖”,只要原材料够多,最终能达到氢核聚变条件后,就能形成恒星,反之只能形成失败的恒星—褐矮星甚至只能沦为行星核心。

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“吃”是恒星形成的必备能力

从恒星的形成过程来看,没有足够的“原材料”肯定是不行的,同时,恒星最早期吸引周围星际物质的能力也是关键,而决定这个能力大小的重要因素,也是原始星际物质的密度。密度越大,恒星早期“核心”吸引物质的基础就越雄厚,同时过程也显得更加容易。

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不过,恒星对于“吃”的追求,并非完全局限于早期形成阶段,即使恒星诞生以后向外的强烈辐射压,阻挡了周围气体和尘埃的进一步“输入”,并且还向外推散这些“边角料”,使它们逐渐形成行星和卫星,但是,在恒星系内的行星也形成以后,有时恒星也“不老实”,有一定的概率吞噬行星或者“骚扰”行星,天文学家将这一现象打趣为“吃零食”。

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虽然我们所在的太阳系中,所有行星都非常和平地围绕太阳运行,看上去“井水不犯河水”,但是这种和谐的局面,在宇宙的恒星系内并非完全这样。近期,科学家们研究发现,大约四分之一的类太阳恒星(质量与太阳相近),出现过以“吞噬”的方式“吃掉”它们行星的现象。

“双胞胎”恒星露出“马脚”

在已观测到的恒星中,有很多是“双星系统”,即两颗恒星围绕共同的质心运行。这些双星系统中,两颗恒星的大小、质量、光度、类型等都或多或少存在差别,而且通过近期的研究,发现有的“双胞胎”恒星,即使它们都是类太阳恒星,它们的物质组成也有一定区别。

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一个国际天文学家团队,观察了 107 对与我们的太阳相似的“双胞胎”恒星,发现有 33 颗恒星,与它们的“双胞胎兄弟”具有不同的化学特征。虽然天文学家们早就知道相似的“双星”物质组成可能会不同,但是为什么会出现这个问题、以及比例为何这么高,很长时间不得而知。

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由于双星是由相同的气体和尘埃云所产生,因此它们的化学成分,理论上应该几乎相同。而造成二者不匹配的原因,只能有两个,要么双星系统的形成过程,并非如天文学家们认为的那样,有另外一套机制,这个是颠覆性的;要么是其中一颗恒星“太调皮”,吞噬或者“掠夺”了轨道不稳定的行星,从而将行星的全部或者一部分物质拿来为我所用,从而使恒星的物质组成与其“双胞胎兄弟”有所不同。

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恒星“偷吃”是如何破案的?

刚才提到了,有研究小组发现了33颗异样的双胞胎恒星系统成员,这些恒星的化学特征、温度等,都与模拟出来吞噬行星后的结果相符,特别是其中的铁和锂含量较高,这两种元素在岩质行星中的含量一般都比较丰富。

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当判定出这样的恒星铁元素较多时,同时又判定它并没有走到“生命”的尽头,这颗恒星就显得与众不同,因为这样的恒星内部碳和氧等元素几乎不会存在,不符合恒星演化规律,那么就只有一种可能,那就是吞噬了周围的行星或者“吃”进行星的一部分,从而向我们展示了不一样的信号。

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根据科学家的研究,在所有类太阳恒星中,有 20% 到 35% 的成员吞噬了一些围绕它们运行的行星。 这个结论与太阳系明显不同,表明这些围绕类太阳恒星运行的大部分行星,都经历了非常动态和混乱的历史,甚至持续到较近的年代。

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知道这个结果有什么用?

因为这项研究使用了大量样本,以及强大的统计分析功能,后续可以为寻找类地行星提供更好的证据。

作为太阳系的“母星”,太阳与那些喜欢“偷吃”的恒星不同,因为它的化学特征与“偷吃”恒星不匹配,可以看出,太阳还是非常老实的,太阳系行星也不怎么“调皮”。

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但是,宇宙中很多恒星并不像太阳那样“稳重”,可能会在周围的行星上“吃过饭”。如果我们知道具有某些特征的恒星可能是行星吞噬者,实际上更有助于天文学家找到更多的类似地球的行星。

因为如果找到这样的恒星,在某种意义上,这个恒星系统将会比太阳系更加不稳定,承载生命的基础条件就会弱化很多,所以我们就可以将其忽略掉,转而继续寻找和验证那些“老老实实”的恒星系统。

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