發現四合星系統原行星盤如摩天輪垂直,盤內緣小行星夜景如仙境

作者 | 發布日期 2019 年 01 月 16 日 13:36 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly


一般而言,孕育行星的原行星盤其盤面應與恆星自轉方向平行,但現在天文學家發現了一個異類,其原行星盤有如摩天輪般垂直恆星的旋轉方向。這代表由該原行星盤孕育出的行星,季節可能與地球截然不同。

恆星誕生自巨大分子雲,當年輕恆星成形後,分子雲逐漸因自身重力塌縮,原本在雲氣中隨機運動的分子開始呈星雲的平均淨角動量運動方向,由於角動量守恆,星雲縮小的同時自轉速度亦增加,隨著時間推移,星雲逐漸變得有如義大利薄餅扁平,也就是原行星盤(Proplyd or Protoplanetary Disc)。宇宙中,約有三成恆星的原行星盤最終會孕育出行星系統。

通常,原行星盤圍繞著恆星赤道(也就是黃道)運行,盤面與恆星的旋轉方向平行,因此,從原行星盤中誕生的行星,公轉軌道通常也圍繞著恆星赤道,比如我們的太陽系;但是,凡事總有例外,科學家也看過某些行星系統的公轉軌道面並沒有對齊恆星旋轉方向。

而現在,由華威大學天文學家 Grant M. Kennedy 領導的國際天文團隊,更首度發現聚星系統 HD 98800 也出現這種「例外」。

HD 98800(或稱巨爵座 TV,TV Crateris)是一個位於巨爵座內的四合星系統,距離地球約 150 光年,顧名思義,系統內共有 4 顆恆星,位於內部的聯星對稱為 HD 98800BaBb,彼此距離僅 1AU(相當地球與太陽的距離),外部聯星對 HD 98800AaAb 則在 54AU 外(比太陽和冥王星的距離還要再遠一點)圍繞著 HD 98800 B 運行,如下圖。

▲ HD 98800 四合星系統。(Source:NASA

團隊利用阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(ALMA)獲得 HD 98800 高解析度圖像,從中發現 HD 98800BaBb 聯星對的原行星盤,竟然 90 度垂直於恆星的旋轉方向,研究人員這麼打比方:內部聯星對就像兩匹旋轉木馬,而原行星盤像一個繞著旋轉木馬的巨大摩天輪。

如此奇異的系統過去只存在於理論,Grant M. Kennedy 表示,目前尚不清楚行星在這種混亂系統中能否穩定成長,如果它們順利長大,那麼可能出現一堆我們從沒見識過的行星,且行星緯度的季節變化會相當奇怪。

不過,如果我們能站在塵埃環內緣的某顆微行星表面,將能在夜晚看到一幅不可思議的景象:原行星盤像一條從地平線垂直上升的火絲帶,筆直經過你的頭頂、延伸到你的身後,如下圖所示;此外,如果是站在行星表面,那麼行星的天空將有機會出現 4 個太陽。新論文發表在《自然─天文學》(Nature Astronomy)期刊。

(Source:華威大學

(首圖來源:華威大學