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一个古怪扭曲的行星形成盘绕着遥远的三颗恒星旋转

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在迄今为止天文学家发现的最复杂的宇宙舞蹈之一中,三个气体和尘埃环围绕着三颗恒星。

位于1300光年之外猎户座的GW猎户座星系,包括一对年轻的恒星,它们被锁定在一个紧密的do-si-do中,第三颗恒星在这两颗恒星周围形成环状结构。在这三颗恒星的周围是一个由尘埃和气体组成的破碎的盘状物,未来可能会在这里形成行星。与我们太阳系中行星形成的扁平圆盘不同,乔治·奥里奥尼斯的圆盘由三个环状结构组成,其中一个扭曲的中环和一个与另外两个扭曲成活泼的角度的内环。

在最近两组天文学家的两项研究中,报道了该系统的奇特几何形状,这是人类首次发现这种系统。但是乔治·奥里奥尼斯是如何形成的还是个谜,两个团队对这个三星环系统的诞生提出了相互竞争的想法。

在9月4日发表在《科学》杂志上的一项研究中,英国埃克塞特大学的天文学家Stefan Kraus和他的同事们认为,沐鸣平台登陆线路来自三星芭蕾的引力牵引和扭矩撕裂并变形了原始盘。但是在5月20日发表在《天体物理学杂志快报》上的一项研究中,加拿大维多利亚大学的毕嘉庆和他的同事们认为这是一颗新生行星造成的。

米兰大学的理论物理学家Giuseppe Lodato说:“问题是你实际上是如何形成这样的系统的。”“可能有不同的机制可以做到这一点。”

天文学家在双星系统周围看到了由气体和尘埃组成的倾斜圆盘,但没有看到两颗以上恒星组成的系统(SN: 7/30/14)。银河系中大约有一半的恒星至少有一颗伴星,它们的行星的轨道相对于它们的恒星往往是倾斜的,运行起来更像一根跳绳而不是呼拉圈(SN: 11/1/13)。这种错位可能源于行星诞生的圆盘:如果圆盘是倾斜的,行星也会倾斜。

大约在十年前,天文学家们第一次意识到乔治·奥里奥尼斯有三颗恒星和一个行星形成的圆盘,于是科学家们争相近距离观察。(当时,不可能判断磁盘是否为单循环。)Bi的团队和克劳斯的团队将位于智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列瞄准了这个三星系统。

两个小组都发现了这三颗恒星:一颗大约2.5倍太阳质量的恒星和另一颗大约1.4倍太阳质量的恒星每242天围绕彼此运行一次,另一颗1.4倍太阳质量的恒星每11年围绕内对恒星运行一次。

观测还揭示了围绕恒星的三个不同的尘埃和气体环。离这三颗恒星最近的环大约是地球到太阳距离的46倍;中间的那个大约是地日距离的185倍;而最外层的环大约是这个距离的340倍。从透视角度看,海王星大约是地球到太阳距离的30倍。

研究小组发现,最里面的环相对于其他环和恒星有很大的偏差。克劳斯的小组补充了欧洲南方天文台超大望远镜的观测结果,显示了中环内部的内环阴影。阴影显示,中间的环是弯曲的,在一边向上俯冲,在另一边向下。

接下来,两组人员都运行计算机模拟来弄清楚系统是如何形成的。毕说,这就是他们的结论开始产生分歧的地方。他的团队认为,一颗新形成的、尚未被发现的行星清除了其轨道上的气体和尘埃,将内环与盘的其余部分分离(SN: 7/16/19)。一旦圆盘分裂,内环就可以自由地围绕恒星旋转,形成倾斜的排列。

然而,克劳斯的团队进行的模拟发现,沐鸣平台登陆线路单是这三颗恒星的轨道舞蹈所产生的混沌引力就足以使盘面破裂,这种现象被称为盘面撕裂。每一颗恒星都倾向于使盘面与自己对齐,而拉锯战使盘面扭曲、剪切,使内环扭曲得更厉害。理论研究表明磁盘撕裂可能发生在多个恒星系统,但这是第一次在现实生活中看到,克劳斯争辩说。

他说:“我认为在这个系统的某个地方可能存在行星是合理的,但它们并不能解释这种不一致。”“我们不需要引用未发现的行星来解释我们所看到的。”

Bi在维多利亚大学的同事,天体物理学家Nienke van der Marel说,不同之处在于这些小组对圆盘性质的假设,特别是它的粘性。她说,沐鸣平台登陆线路一个粘性更强的磁盘会像克劳斯和她的同事提出的那样撕裂,但是一个粘性更小的磁盘需要一个行星来分裂。她认为她的团队的工作基于对其他星系的观察更加现实。但以目前的技术,没有办法告诉什么性质的GW Orionis的磁盘是真正的样子。

这两组人都无法解释是什么导致了磁盘分裂为三。“我们真的不知道是什么导致了外环,”克劳斯说。

洛达托在2013年就预测到了磁盘撕裂效应,他认为GW Orionis是这种现象确实存在的证据。洛达托说,当时,他和同事们“非常担心”他们的模拟显示出的效果是由计算引入的,而不是真正的物理。“现在的观察告诉我们,这在现实中确实会发生。”

van der Marel说,如果这颗行星存在,未来的望远镜可能也能发现它。