科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新的“三體世界”三恒星系統(tǒng)其實并不稀有

在遙遠(yuǎn)的宇宙中，有著一顆特殊的星球，在其上會看到天空中高懸一顆或兩顆太陽，每顆太陽有時大、有時小。但其實這顆星球擁有著3顆太陽，當(dāng)3顆太陽一起出現(xiàn)時，便意味著世界末日的來臨……這是小說《三體》中描繪的外星世界，三恒星系統(tǒng)中嚴(yán)酷的生存環(huán)境，讓三體人不得不遠(yuǎn)離家園，尋找新的棲息之地。

小說中的世界，現(xiàn)實中也確實存在。1月12日，據(jù)國外媒體報道，美國國家航空航天局(NASA)系外行星科學(xué)研究所的研究人員在分析一顆名為KOI-5Ab的候選系外行星數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，它的確是一顆行星，且是一顆存在于三恒星系統(tǒng)中的系外行星。

KOI-5Ab是否會像《三體》中描繪的那樣是個“生命的禁區(qū)”?三恒星系統(tǒng)又是如何形成的?帶著這些問題，科技日報記者專訪了南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院副教授張曾華。

三恒星系統(tǒng)其實并不稀有

事實上，KOI-5Ab并不是一顆新發(fā)現(xiàn)的行星，而是一顆被打入“冷宮”后，又得以“重見天日”的幸運兒。2006年，NASA開普勒望遠(yuǎn)鏡任務(wù)剛啟動不久，就發(fā)現(xiàn)了這顆行星的疑似信號。被發(fā)現(xiàn)時，它被認(rèn)為與海王星大小相仿，隨著開普勒望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的行星越來越多，KOI-5Ab最終被人遺忘。

幸運的是，凌日系外行星勘測衛(wèi)星(TESS)的最新數(shù)據(jù)讓科學(xué)家重新注意到這顆候選系外行星。當(dāng)TESS的視野掃過KOI-5Ab所處的區(qū)域時，同樣發(fā)現(xiàn)了它，并且發(fā)現(xiàn)這顆行星大約每5天環(huán)繞恒星運轉(zhuǎn)一圈。研究人員在分析了所有的數(shù)據(jù)后，通過尋找恒星在行星繞其運轉(zhuǎn)并施加引力拖曳時出現(xiàn)的搖擺現(xiàn)象，確定了KOI-5Ab的確是一顆存在于三恒星系統(tǒng)中的系外行星，其質(zhì)量約為土星的一半。

張曾華表示：“所謂三恒星系統(tǒng)，指的是3顆成員星受彼此的引力約束相互綁定的恒星系統(tǒng)。通常情況下，一個三恒星系統(tǒng)具有兩級結(jié)構(gòu)，其中兩顆星距離更近相互繞轉(zhuǎn)，距離相對較近的兩顆成員星再與較遠(yuǎn)的第三顆成員星相互繞轉(zhuǎn)。作為一個整體系統(tǒng)，它們具有相同的銀河系運動軌道。”

KOI-5Ab所處的世界便是如此，它圍繞著KOI-5三恒星系統(tǒng)中的恒星A運行，恒星A和恒星B每30年繞對方運行一次;而第三顆受引力約束的恒星(恒星C)則要“高冷”得多，每400年繞恒星A和恒星B運行一次。

我們常見行星圍繞單顆恒星或雙星系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，三恒星系統(tǒng)是如何誕生的呢?會出現(xiàn)四恒星、五恒星，甚至更多恒星組成的系統(tǒng)嗎?張曾華表示，這些其實統(tǒng)稱為多恒星系統(tǒng)，同一系統(tǒng)中的多顆恒星通常同時、同地誕生于同一團氣體云的塌縮中，當(dāng)然在極少數(shù)情況下，幾顆恒星相互靠近時，也可能會被彼此的引力俘獲，形成多恒星系統(tǒng)。

多恒星系統(tǒng)在銀河系中并非稀有。據(jù)此前觀測發(fā)現(xiàn)，銀河系中有大約一半的恒星屬于雙星系統(tǒng)，有大約10%的恒星屬于三恒星系統(tǒng)。更高級別的多恒星系統(tǒng)也存在，只是系統(tǒng)內(nèi)恒星數(shù)量越多越稀有。

生存環(huán)境還要視情況而定

在小說《三體》中，三恒星系統(tǒng)中行星的生存環(huán)境極其嚴(yán)苛，多數(shù)情況下三體人只能通過“脫水”來躲避嚴(yán)酷的天氣環(huán)境，只有少數(shù)時間能夠用來勞動、生活，即便如此，還得面臨著隨時到來的毀滅風(fēng)險。現(xiàn)實里的三恒星系統(tǒng)中，行星是否也像小說一樣，是個“生命的禁區(qū)”呢?張曾華表示，三恒星系統(tǒng)中的行星，其“處境”需要具體情況具體分析。比如距離太陽最近的系外行星——比鄰星b(Proximab)就處于一個三恒星系統(tǒng)中，但由于其主星比鄰星(即半人馬阿爾法星C)距離半人馬阿爾法星AB都非常遠(yuǎn)，所以比鄰星b并不會受到半人馬阿爾法星AB的影響。但如果一顆宜居行星的主星是兩顆近距離的雙恒星系統(tǒng)，理論上會對其生態(tài)產(chǎn)生較大的影響。

張曾華指出，KOI-5Ab的情況又有些不同。KOI-5A和KOI-5B繞轉(zhuǎn)周期約30年，這表示它們的距離較遠(yuǎn)。KOI-5Ab受到KOI-5B的引力作用有限。KOI-5C質(zhì)量較小，距離KOI-5A也更遠(yuǎn)，基本不會對KOI-5Ab產(chǎn)生影響。所以KOI-5Ab的生態(tài)環(huán)境并沒有那么惡劣。

但KOI-5Ab并不在KOI-5A周圍的宜居帶內(nèi)，也不是一顆可以居住的巖石行星。所以KOI-5Ab上應(yīng)該不存在高級的外星生命。當(dāng)然不能就此排除這個三恒星系統(tǒng)內(nèi)存在未被發(fā)現(xiàn)的其他類地巖石行星的可能性。

為何三恒星系統(tǒng)中的行星這么難發(fā)現(xiàn)?KOI-5Ab更是在10多年后才得以被證實?

張曾華解釋道，目前觀測中，已發(fā)現(xiàn)的多恒星系統(tǒng)中的行星，的確比單恒星的行星少很多。但是，不能肯定的說多恒星系統(tǒng)中的行星數(shù)目比單恒星的更少，也不能就此證明多恒星系統(tǒng)更難產(chǎn)生行星。

目前發(fā)現(xiàn)的多恒星系統(tǒng)中行星很少的主要原因，可能是在多恒星系統(tǒng)中，系外行星存在的信號更難被捕捉、證認(rèn)。因為多恒星系統(tǒng)中成員星之間的相互作用，經(jīng)常會讓我們觀測到行星存在的假信號。長期以來，大家在選擇行星探測的目標(biāo)源時也盡量避開已知的多恒星系統(tǒng)，有了恒星的“掩護”，行星才得以在多恒星系統(tǒng)中“隱藏”下來。記者張曄

關(guān)鍵詞： 舊檔案 科學(xué)家 三體世界