发现三体世界?唯一一个拥有三颗太阳的行星,可能潜伏在猎户座中

如题所述

第1个回答  2022-07-12
在小说的世界里,半人马座的三体星系由一颗行星与三颗恒星构成,不定时期地经历着恒纪元与乱纪元。恒纪元的环境较好,但却始终不知道能维持多久,因为三体是一个混沌系统,无法计算恒星的运动规律。而乱纪元又会带来末日,不是双日或三日凌空的烈焰地狱,就是远离三日的极寒天地。

然而在现实中,三体世界不会进入乱纪元。因为三颗恒星中的南门二A和南门二B,绕着共同的质心旋转,形成了一个稳定的双星系统。另一颗恒星——比邻星,则在距离它们0.21光年处,围绕双星的质心稳定运行。并且,双星系统周围并没有发现行星,仅在比邻星的宜居带有一颗超级地球,稳定围绕着比邻星运行,称为比邻星B。

比邻星B比地球稍大,有1.3倍的地球质量,距离比邻星700万公里。而由于距另两颗恒星实在太远,因此严格来说,比邻星B只有一个太阳。但现如今,科学家可能首次发现了一个,同时围绕三个太阳运行的单一行星。

上图:猎户座GW Orionis(黄圈)

该星系被称为GW Orionis(GW)位于猎户座 1,300 光年外,由三颗恒星组成。其中两颗恒星每 241 天彼此绕行一周,第三颗恒星以 11.5 年的运行周期,绕着另外两颗恒星运行。而根据 9 月 17 日发表在《皇家天文学会月刊》上的一篇论文表明,栖息在猎户座的奇异恒星系统 可能包含已知宇宙中最稀有的行星:一个同时围绕三个太阳运行的单一世界。而对于这颗行星,其实早在 2020 年就被科学家盯上了。

上图:由近红外观测重构出来的GW Ori中心部分。

GW Orionis 距离地球约 1,300光年,周围有一个巨大的原行星盘。这个盘大概由三个橙色的尘埃环相互嵌套组成,看起来就像天空中的一个巨大的靶心,而在那个靶心中就住着三颗恒星。

据测算,圆盘半径约为 400 个天文单位,最外面的环为 338 个天文单位,是我们已知的最大的尘埃环。第二个环的半径是 188 个天文单位,而最里面的环则是 46 个天文单位。要知道太阳系最外面的行星海王星,离太阳也只有30个天文单位。这三个环估计的尘埃质量是地球的 74、168 和 245 倍。每个环的质量都足以形成许多行星。

左图:ALMA望远镜对GW Ori在2018年的观测。右图:ALMA望远镜对GW Ori在2017年的观测。

奇怪的是,根据2020年的研究发现,在 GW Ori 的尘埃环中,最中间的环看起来是圆的,而外面两个环看起来是椭圆的。这往往投影的结果,意味着最里面的环和外面的环是不共面的。

不出所料,进一步观测的结果也印证了这个猜测:虽然三个不同的尘埃环都围绕恒星系的中心运行,但却没有一个与三颗恒星的轨道对齐。除此之外,系统的最内环与两个较大的外环完全错位。因此科学家认为,在环内可能存在一颗行星,因此才破坏了整个系统的重力平衡,使得该系统的内环似乎像一个坏掉的陀螺仪一样疯狂地摆动。

上图:GW Orionis 的三维结构重构,橙色表示它的三个错位环

与此同时,9 月 17 日发表在《皇家天文学会月刊》上的一篇论文为这颗稀有行星的存在提供了新的证据。研究作者根据对宇宙其他地方的其他尘埃环(原行星盘)的观察,进行了 3D 模拟,以计算 GW Ori 恒星系统环中的神秘间隙是如何形成的。没想到最终却发现了一个令人惊讶的结果:这不可能是三颗恒星的扭矩独自造成的,应该还存在一颗未被探测到的木星大小的行星,或是多颗未被探测到的行星。

左图:由阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列 (ALMA) 望远镜提供。右图:显示了圆盘其余部分上最内环的阴影。

不过可惜的是,即便存在一颗或多颗行星,我们也很难检测到它们。因为被我们用来寻找大多数系外行星的凌日测光法,其使用难度很大。该方法要求一颗遥远的行星必须直接从其寄主星和地球之间穿过,而不幸的是,对于大多数太阳系外的行星来说,这种情况根本不会发生。当然,对于GW Ori来说,凌日也不是完全不可能。

可悲的是,研究人员表示,这个可能存在的神秘行星上的假设观察者,实际上无法看到天空中三个太阳的升起和落下。因为虽然三个太阳都会出现在神秘行星的天幕之上,但位于系统中心的两颗恒星的双星轨道是如此紧密,以至于它们在行星上的观察者眼里会像是一颗恒星,而第三颗恒星则在它们周围不断俯冲。