保羅·薩特（Paul Sutter）是的里雅斯特天文臺的研究員和俄亥俄州立大學宇宙學和天體粒子物理中心的訪問學者。薩特也是播客“詢問太空人”和“真實空間”的主持人，以及YouTube系列 "太空在你面前 "的主持人。他為Space.com的專家之聲提供了這篇文章。

誰不喜歡在觀看雙重日落時進行一次愉快的小野餐，就像第一部 《星球大戰(zhàn)》電影早期在塔圖因出現的那樣？但是，在一個多恒星系統(tǒng)中是否有可能存在一顆行星，更不用說能夠支持我們已知的生命所需的條件——液態(tài)水、不太厚的大氣層、穩(wěn)定的恒星動力學等等？嗯，也許吧。

多種多樣可供選擇的系統(tǒng)

行星可以存在于多種恒星系統(tǒng)中。天文學家甚至已經觀察到了它們。以開普勒 47c為例，這顆行星的質量是地球的五倍，處于一個非常類似地球的軌道上。唯一不同的是，該系統(tǒng)的中心不是一顆恒星，而是有兩顆。所以聯系當地的旅行社，你就可以重現那個標志性的電影時刻（兩個太陽的日落），只是別忘了穿上宇航服。開普勒-47c并不完全能夠支持生命，因為它很可能是一顆氣態(tài)巨行星。

天文學家并不確定多恒星系統(tǒng)周圍的行星有多普遍。公平地說，我們不確定行星在任何地方有多普遍，但這似乎只是眾多行星的一面：僅在銀河系就有一千億顆行星，其中有幾十億顆適合生命。

但你不能隨心所欲地把行星扔到任何地方，尤其是在多恒星系統(tǒng)中。和往常一樣，關鍵點在于重力。

被重力吸引

我們通常認為引力是很容易建立的，只要兩個物體互相吸引。向下扔東西，它就會掉下來。發(fā)射火箭，它卻不會往下掉。不要靠近黑洞，是因為潮汐力。這是那個帶著有趣的假發(fā)的死人（牛頓）很久之前就發(fā)現的定律。

當只是兩個事物相互作用的時候，引力確實很容易。一顆行星加上一顆恒星，這是最好的系統(tǒng)。它是如此簡單，你甚至可以寫下可能軌道的數學解決方案和各種各樣的穩(wěn)定配置。但是加入另一顆星？或者第三顆？情況就變得......棘手了。軌道的穩(wěn)定性并不是必然的。數學方面呢？只要看看亨利·龐加萊（Henri Poincare，混沌理論之父）的照片就知道了，他是最早嘗試解決多個物體共同運行問題的人之一?？粗难劬?，告訴我這不是一張凝視著數學地獄深處的人臉，勉強靠著他的一點未受損的理智而存活下來。

我并不是說這是不可能的： 如果你有足夠的觀察力，你可能已經注意到，我們自己的太陽系包含兩個以上的天體。我們的系統(tǒng)在數十億年前沒有分崩離析，因為有一個等級制度。換句話說，每顆行星、衛(wèi)星、小行星或任何天體都被一個且只有一個角色所支配。

例如，地球非常在乎太陽的引力，但不在乎木星的引力，而木星也有同樣的感覺。月球非常在乎地球，但不關心太陽或谷神星。以此類推。每一種互動基本上都是一對一的。因此，所有的行星都得到了穩(wěn)定的小軌道，可以持續(xù)數十億年。如果你打破這個等級制度，比如說，把木星塞進內部系統(tǒng)，或者把它膨脹到10倍的質量，它的引力將開始與太陽競爭，等級制度將被打破，太陽系也將被打破。

所有這些重力問題意味著，如果多恒星系統(tǒng)周圍的行星想要留住，它們只有幾個軌道選擇。大多數潛在的軌道是不穩(wěn)定的：即使是最微弱的恒星風也有可能把它們完全逐出系統(tǒng)或撞上另一個天體。為了使一個行星系統(tǒng)成為長期的家園，行星有兩種選擇：要么確保一顆恒星的引力完全支配另一顆恒星，要么確保它們的引力效應相等。

而這只是針對雙星系統(tǒng)而言，更不用去討論多星系統(tǒng)。

兩顆恒星的舞蹈

以開普勒 47c為例：這兩顆恒星非常緊密地圍繞著對方運行，而行星本身卻在相當遠的地方。事實上，遠到從引力上看，這顆行星甚至不在乎有兩顆恒星——對這顆行星來說，系統(tǒng)的中心看起來就像一顆恒星，它是兩個太陽的質量總和。行星軌道穩(wěn)定性得以實現。

另一種可能的配置是，行星只圍繞一顆恒星運行，而另一顆恒星離得足夠遠，或者足夠小，對它沒有影響。圍繞兩顆恒星的八字形模式在技術上是可能的，但是請不要屏住呼吸去尋找。真正的混沌軌道——以穩(wěn)定的方式重復相同模式運行兩次，也將是極其罕見的，盡管它們可能很有趣。

因此，我們可以在雙星系統(tǒng)中找到行星，盡管它們可能比單星周圍的行星更罕見。但是宇宙中有成堆的雙星，所以即使其中有極小比例的雙星擁有行星，也會有很多行星。

雙子星系統(tǒng)中的生命

對這樣一顆行星的天氣和生命的前景意味著什么？這就有點難說了，因為很難對任何地方的生命的可能性做出一般性的、籠統(tǒng)的陳述，更不用說在這些類型的雙星系統(tǒng)中。相反，最好是詳細檢查每個真實的或想象的系統(tǒng)。

雖然雙星系統(tǒng)肯定有一個宜居帶，在那里，液態(tài)水有可能存在于行星的表面，但生命可能會發(fā)現很難獲得一個立足點。像我們的朋友開普勒 47c那樣，同時圍繞兩顆恒星運行，會使生命變得非常隱晦，軌道偶爾會把行星帶出宜居帶。經常性的冰凍對生命并不友好。

在一個雙星系統(tǒng)中只圍繞一顆恒星運行？好吧，有時你的天空中會同時出現兩個太陽，這可能會讓人覺得有點熱。但有時，行星的每個面上都有一個太陽，這會毀了整個夜晚。而且不要忘記雙倍的紫外線輻射和恒星耀斑哦！

在這樣不穩(wěn)定的古怪力場、還有輻射的情況下，很難想象復雜的生命會以它所需要的哪種規(guī)律進化。但值得慶幸的是，大自然并沒有因為我們缺乏想象力而受到限制，所以誰知道宇宙中有什么呢!

關于作者

保羅·M·薩特是紐約州立大學石溪分校和紐約市Flatiron研究所的一名天體物理學家。保羅于2011年在伊利諾伊大學厄巴納·香檳分校獲得物理學博士學位，并在巴黎天體物理研究所工作了三年，隨后在意大利的里雅斯特獲得研究獎學金。他的研究集中在許多不同的主題上，從宇宙中最空曠的區(qū)域到大爆炸的最早時刻，再到尋找第一批恒星。作為一名“星際特工”，保羅幾年來一直熱衷于讓公眾參與科學推廣活動。他是廣受歡迎的 “詢問太空人（Ask a Spaceman）！”播客的主持人，是《你在宇宙中的位置》和《如何在太空中死亡》的作者，他經常出現在電視上——包括天氣頻道，他是該頻道的官方太空專家。

原文網址：Is Life Possible Around Binary Stars? | Space