近一半的類太陽恒星是雙星系統(tǒng)。根據一項新研究，雙星周圍的行星系統(tǒng)可能與單星周圍的行星系統(tǒng)非常不同。這指出了尋找地外生命形式的新目標。
由于唯一已知的有生命的行星，即地球，是圍繞著太陽運行的，因此，對于試圖尋找地外生命的天文學家來說，類似大小的恒星周圍的行星系統(tǒng)是明顯的目標。然而，該類別中幾乎每第二顆恒星實際上都是雙星，即一對受引力約束并圍繞對方運行的恒星。哥本哈根大學的一項新研究結果表明，行星系統(tǒng)在雙星周圍的形成方式與在太陽等單星周圍的形成方式非常不同。
“這一結果令人振奮，因為在未來幾年內，尋找地外生命的工作將配備幾個新的、極其強大的儀器。這增強了了解行星是如何在不同類型的恒星周圍形成的意義。”該項目的負責人、哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所的Jes Kristian J?rgensen教授說：“這樣的結果可能會確定對探索生命存在特別感興趣的地方?！?/p>
該項目也有來自中國臺灣和美國的天文學家參與，其結果于5月23日發(fā)表在著名的《自然》雜志上。
爆發(fā)塑造了行星系統(tǒng)
這項新發(fā)現(xiàn)是基于智利的ALMA望遠鏡對一個年輕的雙星系統(tǒng)的觀測，這個雙星系統(tǒng)距離地球約1000光年。這個雙星系統(tǒng)被稱為NGC 1333-IRAS2A，被一個由氣體和塵埃組成的圓盤所包圍。觀測結果只能為研究人員提供該雙星系統(tǒng)演化過程中的一個點的快照。然而，研究小組已經用計算機模擬來補充觀察結果，并在時間上向后和向前延伸。
“觀測結果使我們能夠放大恒星，研究塵埃和氣體如何向星盤移動。模擬將告訴我們哪些物理學在起作用，以及這些恒星在我們觀察到的快照之前是如何演變的，以及它們未來的演變，”《自然》雜志文章的第二作者、尼爾斯·玻爾研究所的Rajika L. Kuruwita博士后解釋說。
值得注意的是，氣體和塵埃的運動并不遵循一個連續(xù)的模式。在某些時間點上–通常是每一千年中相對短的十到一百年–運動變得非常強烈。雙子星變得比原來亮十到一百倍，直到它恢復到正常狀態(tài)。
據推測，這種循環(huán)模式可以用雙子星的雙重性來解釋。這兩顆恒星相互環(huán)繞，在特定的時間間隔內，它們的聯(lián)合引力將影響周圍的氣體和塵埃盤，導致大量的物質向恒星墜落。
“下降的物質將引發(fā)顯著的加熱。熱量將使恒星比平時明亮得多，”Rajika L. Kuruwita說，并補充道：“這些爆發(fā)將把氣體和塵埃盤撕裂。雖然圓盤將再次建立起來，但爆發(fā)仍可能影響后來的行星系統(tǒng)的結構?！?/p>
彗星攜帶生命的構件
觀察到的恒星系統(tǒng)仍然太年輕，不可能形成行星。研究小組希望在ALMA獲得更多的觀測時間，從而能夠研究行星系統(tǒng)的形成。
不僅是行星，彗星也將成為關注的焦點。“彗星很可能在創(chuàng)造生命進化的可能性方面發(fā)揮著關鍵作用。彗星通常有很高的冰含量，并存在著有機分子?？梢院芎玫叵胂螅谛行秦汃さ哪甏?，有機分子被保存在彗星中，后來彗星的撞擊將把這些分子引入行星的表面，”Jes Kristian J?rgensen說。
在這種情況下，了解爆發(fā)的作用是很重要的?！氨l(fā)引起的加熱將引發(fā)塵埃粒子和它們周圍的冰的蒸發(fā)。 這可能會改變形成行星的材料的化學成分。”
因此，化學是研究范圍的一部分?！癆LMA所覆蓋的波長使我們能夠看到相當復雜的有機分子，因此具有9-12個原子并含有碳的分子。這樣的分子可以成為更復雜的分子的構件，而這些分子是我們所知的生命的關鍵。例如，在彗星中已經發(fā)現(xiàn)的氨基酸?！?/p>
強大的工具加入尋找太空生命的行列
阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）不是一個單一的儀器，而是66個協(xié)調運作的望遠鏡。這使得它的分辨率比單臺望遠鏡所能獲得的要好得多。
很快，新的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）將加入尋找地外生命的行列。在本十年接近尾聲時，JWST將得到歐洲極大望遠鏡（ELT）和極其強大的平方公里陣列（SKA）的補充，兩者都計劃于2027年開始觀測。歐洲極大望遠鏡將以其39米的鏡面成為世界上最大的光學望遠鏡，并將準備好觀測系外行星的大氣狀況。SKA將由南非和澳大利亞的數千臺望遠鏡協(xié)調工作組成，其波長將比ALMA更長。
“SKA將允許直接觀測大型有機分子。詹姆斯-韋伯太空望遠鏡在紅外線下工作，這特別適合觀察冰中的分子。最后，我們繼續(xù)擁有ALMA，它特別適合觀測氣體形式的分子。”Jes Kristian J?rgensen總結說：“將不同的來源結合起來將提供大量令人興奮的結果。”
關于雙星系統(tǒng)NGC 1333-IRAS2A研究的科學文章于5月23日發(fā)表在《自然》雜志上。
