極其罕見！雙星系統將行星形成盤翻轉到極點位置

華威大學一位天文學家領導的一項新研究發現了第一個被證實的雙星系統例子，該雙星系統將其周圍的圓盤翻轉到一個位置，並跳過這些恆星的軌道平面。國際天文學家小組使用阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)獲得小行星帶大小圓盤的高解析度圖像。整個系統呈現出不同尋常的景象，一個厚厚的氣體和塵埃環以與雙星軌道成直角旋轉。到目前為止，這種情況只存在於理論家的頭腦中，但是阿爾瑪的觀察證明了這種類型的極盤存在，甚至可能是相對普遍。這項新研究由英國皇家學會大學研究員、華威大學物理系的格蘭特·m·肯尼迪博士於2014年1月14日在《自然天文學》上發表。

博科園-科學科普：華威大學的格蘭特·肯尼迪博士表示，幾乎在所有年輕恆星周圍都能看到富含氣體和塵埃的圓盤，我們知道至少有三分之一圍繞單一恆星運轉的圓盤形成了行星。其中一些行星最終與恆星的旋轉方向不一致，所以我們一直在想，圍繞雙星運行的行星是否可能存在類似的情況。動力學上的一個怪癖意味著所謂的兩極失調應該是可能的，但直到現在我們還沒有證據表明這些行星可能形成的盤狀結構失調。肯尼迪博士和同事利用ALMA確定了系統中氣體和塵埃環的方向。這顆雙星軌道以前是已知的，是通過量化恆星之間相互關係的觀測得來。

雙星系統和周圍圓盤的印象概念圖。圖片：University of Warwick/Mark Garlick

通過結合這兩條信息，能夠確定塵埃環與一個完美的極軌道是一致的。這意味著，當恆星在一個平面上相互環繞時，就像兩匹馬在旋轉木馬上繞圈一樣，圓盤圍繞著這些恆星，與它們的軌道成直角，就像一個以旋轉木馬為中心的巨型摩天輪。也許這個發現最令人興奮的地方是，這個圓盤顯示出的一些特徵，與我們認為是圍繞著單一恆星圓盤上的塵埃生長特徵相同，這意味著行星的形成至少可以從這些極地環繞雙星盤開始。如果其他的行星形成過程能夠發生，那麼可能會有一大批未被發現的繞雙星，還有一些奇怪的季節變化需要考慮。如果在塵埃環的內邊緣存在行星或類行星，那麼從表面上看，塵埃環本身就是一條幾乎垂直於地平線的寬頻。

行星軌道上的景象。圖片：University of Warwick/Mark Garlick

極坐標結構意味著恆星似乎會在圓盤平面上移動，有時會給物體兩個陰影。在這樣的系統中，行星上的季節也會有所不同。在地球上，當我們繞太陽運行時，它們全年都在變化。極地繞雙星的季節也會隨著不同緯度在雙星軌道上接收到或多或少的光照而變化。研究報告的撰寫者之一、莫納什大學天體物理中心和物理與天文學院的丹尼爾·普萊斯博士說：我們曾經認為，其他太陽系也會像我們的太陽系一樣形成，所有的行星都圍繞一個太陽以相同的方向運行。但是在這些新圖像中，我們看到了圍繞兩顆恆星旋轉的氣體和塵埃盤。令人驚訝的是，圓盤軌道與兩顆恆星的軌道成直角。

令人難以置信的是，又有兩顆恆星繞著這個圓盤旋轉，所以如果行星在這裡誕生，天空中就會有四個太陽！ALMA是一架非常棒的望遠鏡，它教會了我們很多其他太陽系的行星是如何誕生。該研究由沃里克大學(University of Warwick)和莫納什大學(Monash University)於2012年聯合成立的莫納什華威大學聯盟(Monash Warwick Alliance)提供支持。該聯盟是一個大膽而創新的項目，旨在發展一種超越該行業標準做法的廣度、規模和影響力的聯盟。

博科園-科學科普｜研究/來自：華威大學

參考期刊文獻:《Nature Astronomy》

DOI: 10.1038/s41550-018-0667-x

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