簡(jiǎn)介：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“向后”的恒星向其行星旋轉(zhuǎn)方向不同

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的多行星系統(tǒng)，它圍繞著一顆恒星運(yùn)行，但它似乎并沒(méi)有得到應(yīng)當(dāng)在什么方向開始運(yùn)行的通知，因?yàn)樗鸵话愫阈堑倪\(yùn)行規(guī)律相反。

一般情況下，行星和它們的恒星旋轉(zhuǎn)的方向是一致的。畢竟，它們來(lái)自同一個(gè)旋轉(zhuǎn)的分子云，他們?cè)谕粋€(gè)旋轉(zhuǎn)分子云中形成。然而，科學(xué)家們?cè)赑NAS中描述了一個(gè)897光年外的行星系統(tǒng)，其中一顆恒星與其兩顆行星的旋轉(zhuǎn)方向相反。該論文可在arXiv上獲得。?

恒星與其行星旋轉(zhuǎn)方向不同并不是完全沒(méi)有發(fā)生過(guò)的，但有幾個(gè)點(diǎn)讓這個(gè)系統(tǒng)變得獨(dú)特起來(lái)。K2-290是一個(gè)三顆恒星系統(tǒng)，有兩顆行星圍繞著它的主星K2-290 A運(yùn)行。第一個(gè)不尋常的地方是，K2-290 A的自轉(zhuǎn)軸是124度，這意味著它的自轉(zhuǎn)方向基本上與行星相反。另一個(gè)是它的旋轉(zhuǎn)方向與它的兩顆行星都是相反的，因?yàn)樗鼈冊(cè)谕粋€(gè)平面上運(yùn)行，這使得解釋這種方向性上的差異變得有點(diǎn)困難。

作為背景，在我們的太陽(yáng)系中，太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)軸與行星的軌道相比大致傾斜了6度，所以我們都在同一個(gè)方向上。

"這不是已知的第一個(gè)'倒退'行星系統(tǒng)的案例，第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的類似這樣的行星系統(tǒng)是在10多年前，"來(lái)自普林斯頓大學(xué)的約書亞·溫恩在一份聲明中解釋道。"但這是一個(gè)罕見(jiàn)的案例，在這個(gè)案例中，我們認(rèn)為我們知道是什么導(dǎo)致了劇烈的錯(cuò)位，并且解釋了研究者的假設(shè)與可能發(fā)生在其他系統(tǒng)中的情況是不同的。"

人們普遍認(rèn)為，一顆恒星和它的原行星盤——一顆年輕恒星周圍形成的由氣體和塵埃組成的旋轉(zhuǎn)密集盤形成了它的行星。開始時(shí)是對(duì)齊的，恒星的赤道與盤面平行。當(dāng)我們看到恒星的自轉(zhuǎn)和行星的軌道運(yùn)動(dòng)之間出現(xiàn)錯(cuò)位時(shí)，一種建議的解釋的建議是，恒星形成時(shí)發(fā)生了某種劇烈的湍流。然而，研究人員認(rèn)為，兩顆行星都在同一平面上運(yùn)行的事實(shí)表明了：受到影響的不是恒星，而是行星盤。

另一個(gè)假說(shuō)是，鄰近的天體可能存在引力使行星失常，就像 "熱木星 "一樣，有能力改變行星系統(tǒng)的架構(gòu)。理論上講，這也可能是由伴星造成的，盡管兩個(gè)已知的已經(jīng)產(chǎn)生偏離的多行星系統(tǒng)存在行星在同一平面上運(yùn)行的現(xiàn)象，但此前從未發(fā)現(xiàn)過(guò)伴星。然而，研究人員認(rèn)為這兒發(fā)生的就是這種情況。

他們提出，一顆遙遠(yuǎn)的伴星對(duì)行星盤施加的引力扭矩導(dǎo)致了K2-290 A的錯(cuò)位，本質(zhì)上導(dǎo)致了行星盤的傾斜。K2-290有三顆恒星，所以有可能是其中一顆恒星造成了這次混亂。該團(tuán)隊(duì)?wèi)岩蒏2-290 B是一個(gè)導(dǎo)致錯(cuò)位的很好的候選者，因?yàn)樗┘恿俗銐虻囊?lái)移動(dòng)行星盤。

研究人員認(rèn)為，這可能不是這種情況發(fā)生的第一個(gè)已知案例了，它還提供了行星系統(tǒng)的另一種配置可能性，這意味著我們不能再假設(shè)，當(dāng)我們看到錯(cuò)位系統(tǒng)時(shí)，恒星和它的行星盤一定是對(duì)齊的。

相關(guān)知識(shí)

原行星盤（英語(yǔ)：Proplyd or Protoplanetary Disc）是在新形成的年輕恒星（如金牛T星）外圍繞的濃密氣體，因?yàn)闅怏w會(huì)從盤的內(nèi)側(cè)落入恒星的表面，所以可以視為是一個(gè)吸積盤。但是，不能將這個(gè)過(guò)程與恒星形成時(shí)的吸積混淆在一起。

環(huán)繞金牛座T的原行星盤，溫度與大小都與雙星周圍的盤不同。原行星盤的半徑可以達(dá)到1,000天文單位，但是溫度并不高，在它們最內(nèi)側(cè)的溫度也不過(guò)1,000K，并且經(jīng)常有噴流伴隨著。

典型的原行星盤來(lái)自主要是氫分子的分子云。當(dāng)分子云分得的大小達(dá)臨界質(zhì)量或是密度，將會(huì)因自身重力而塌縮。而當(dāng)云氣開始塌縮，這時(shí)可稱為太陽(yáng)星云，密度將變得更高，原本在云氣中隨機(jī)運(yùn)動(dòng)的分子，也因而呈現(xiàn)出星云平均的凈角動(dòng)量運(yùn)動(dòng)方向，角動(dòng)量守恒導(dǎo)致星云縮小的同時(shí)，自轉(zhuǎn)速度亦增加。

這種自轉(zhuǎn)也導(dǎo)致星云逐漸扁平，就像制作意大利薄餅一樣，形成盤狀。從崩塌起約十萬(wàn)年后，恒星表面的溫度與主序帶上相同質(zhì)量的恒星相同時(shí)，恒星將變得可以被看見(jiàn)，就像金牛座T的情況。吸積盤中的氣體在未來(lái)的一千萬(wàn)年中，盤面消失前，仍會(huì)繼續(xù)落入恒星。盤面可能是被年輕恒星的恒星風(fēng)吹散，或僅僅是因?yàn)槲e之后，單純的停止輻射而結(jié)束。發(fā)現(xiàn)的最老的原行星盤已經(jīng)存在了二千五百萬(wàn)年之久。

太陽(yáng)系形成的星云假說(shuō)描述原行星盤如何發(fā)展成行星系統(tǒng)。靜電和引力互相作用在盤面上的塵埃粒子和顆粒，使它們生常成為星子。這個(gè)過(guò)程與會(huì)將氣體吹散的恒星風(fēng)競(jìng)爭(zhēng)，將氣體累積并將物質(zhì)拉入金牛座T的中心。

在我們的銀河系內(nèi)，已經(jīng)觀測(cè)到一些年輕恒星周圍的原行星盤。第一個(gè)是在1984年發(fā)現(xiàn)的繪架座β，最近的則是哈勃空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)在獵戶座大星云內(nèi)正在形成的原恒星盤。

天文學(xué)家已經(jīng)在距離太陽(yáng)不遠(yuǎn)的恒星，天琴座織女星、北冕座貫索四、和南魚座北落師門，發(fā)現(xiàn)大量的原行星盤材料，或許本身就已經(jīng)是原行星盤。

包含織女和北落師門的北河二共同運(yùn)動(dòng)星團(tuán)被分辨出來(lái)。利用希巴古衛(wèi)星資料，估計(jì)北河二星團(tuán)年齡約二億年（誤差約一億年），這顯示以紅外線觀察到的織女和北落師門周圍的殘余物質(zhì)可能已成星子，而不僅僅是原行星盤了。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)成功的觀測(cè)北落師門的原行星盤，并證實(shí)猜測(cè)。

by: Katy Evans

FY:秋白

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