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数学模拟显示洛基行星可能轨道双星

数学模拟显示洛基行星可能轨道双星

发布时间:2018-05-16    浏览量:15

em在一项新的研究中,天文学家使用数学分析和模拟来表明岩石行星可能围绕双星形成。迄今为止,美国航空航天局的开普勒太空望远镜只发现了像土星或海王星这样的双子星运行的气体巨行星。 / em

2015年3月30日 - Luke Skywalker在“星球大战”中的家园是沙漠行星Tatooine,由于它围绕着两颗恒星而具有双日落。到目前为止,只有不适宜居住的天然气巨星行星已经被确定为绕过这样的双星,许多研究人员认为岩石行星不能在那里形成。现在,数学模拟表明,类似地球的固体行星如塔图因可能存在并且可能是普遍存在的。

“Tatooine日落可能是常见的,”犹他州大学的天体物理学家Ben Bromley和史密森天体物理观测站的Scott Kenyon的研究得出结论。

他们写道:“我们的主要结果是,在一颗双星附近的一个小区域之外,[无论是岩石还是巨型气体]行星的形成都可以像在一颗恒星周围一样进行。” “在我们的情景中,行星在双星周围像在单颗恒星周围一样普遍。”

该研究已提交给天体物理学杂志审查。

这项新研究的标题是“围绕双星形成的星球:Tatooine变得简单”,但这篇论文看起来很简单:它充满了数学公式,描述双星可以如何由星子轨道运行 - 小行星大小的石块聚集在一起形成行星。

布罗姆利说,“我们用我们甜蜜的数字时间表明,围绕一对恒星的运动可以像一个星球一样平稳,”谈到行星形成的早期阶段,布罗姆利说。 “'变得容易'的部分实际上是说,围绕太阳运作的相同配方将在Tatooine的主星身上起作用。”

这项研究得到了美国宇航局的外太空计划的资助,并且是布罗姆利和肯扬研究冥王星及其主要月亮Charon如何像二进制系统一样的研究。两颗卫星都被其他四颗卫星绕行。

'行星像尘埃兔子一样形成'

Kenyon说,从天文台是哈佛 - 史密松天体物理中心的一部分,来自年轻恒星周围的气体和尘埃的旋转盘,“行星就像你床上的尘埃兔子一样,在一起形成越来越大的物体。 “当行星围绕二进制形成时,除非它们在正确的轨道上,否则这个二进制文件会把灰尘兔子赶走。”

科学家称这是一个“最圆形的轨道”,实际上它是一个非圆形的椭圆形轨道,整个椭圆形内有许多小波,布罗姆利说。

“这是一个带有涟漪的椭圆形,”这是由两​​个中央恒星周期性拖拽引起的,他补充道。

“十多年来,天体物理学家相信像地球这样的行星不能围绕大多数双星形成,至少不足以支撑生命,”他说。 “问题在于星子需要轻轻地融合在一起才能成长。围绕一颗恒星,星子倾向于遵循圆形路径 - 不交叉的同心环。如果小行星彼此靠近,他们可以轻轻地融合在一起。“

但是如果微型星体绕着一对恒星运行,“它们的路径被双星的往复拉动混淆,”布罗姆利说。 “他们的轨道可能会纠结得他们高速穿越彼此的路径,使他们陷入破坏性的碰撞,而不是增长。”

布罗姆利说,以前的研究是以圆形轨道为起点研究星球在双星周围的形成,而新的研究表明,“行星,当它们很小时,自然会寻找这些椭圆形轨道,并且从不以圆形轨道开始。 ......如果这些小行星是椭圆形的而不是一个圆形的,它们的轨道可以嵌套,并且不会彼此撞击。他们可以在行星形成的地方找到轨道。“

在他们的研究中,布罗姆利和肯扬在数学上和简单的计算机模拟中表明,如果地球大小的行星具有椭圆形的“最圆形”轨道,它们可以围绕双星形成。他们没有进行模拟到行星形成的地步,但显示星子在没有碰撞的情况下可以在双星周围的同心椭圆形轨道上生存几万年。

“我们说你可以设置舞台来制作这些东西,”布罗姆利说。 “在双星形成一个类似地球的行星,因为它围绕着像我们的太阳这样的一颗恒星。所以我们认为Tattoines可能在宇宙中很普遍。“

开普勒和世界被发现

美国宇航局的开普勒太空望远镜已经发现了1000多颗绕行其他恒星的行星,其中包括所谓的居住区内的一些岩石行星,它们既不是太近,也不太热,对它们各自的轨道也不太冷。

到目前为止,开普勒已经发现了七颗行星在围绕双星的可居住区内或附近的轨道上行走,但所有这些行星都是巨大的气体行星,布罗姆利说。

“开普勒迄今围绕双星发现的行星是更大的,海王星或木星大小的天然气巨人,”他说。 “到目前为止所发现的这些东西都不像我们的地球那样小而磐石 - 或者像'星球大战'中的塔图因一样。”

布罗姆利认为,开普勒还没有在双星上发现类似地球的行星,因为与气体巨人相比,它们很小,“所以这是一个艰难的测量。”

虽然开普勒已经发现其他天然气巨头远离双星,但人们一直在争论可居住区内或附近的七个地方是如何到达目的地的。

这项新的研究表明,他们可能从气体和尘埃中形成 - “其他人所说的是不可能的,”布罗姆利说。他还怀疑这是因为开普勒已经发现二氧化碳附近的天然气巨头没有足够的气体和灰尘形成。这项研究还表明,天然气和灰尘可能已经从其他地方流入,所以天然气巨头可能形成他们现在所见的地方。

普遍的理论认为,开普勒宇宙飞船发现的天然气巨人必须在更冷静,更平静的空间部分形成更远的距离,然后通过向内围绕双星对旋转的气体向内移动靠近双星,或者被另一个更遥远的天然气巨星的重力所冲击。

但是“一个类似地球的Tatooine在形成生存所需的地方没有问题,”Bromley说。

出版物:提交给天体物理学期刊

PDF研究副本:围绕双星形成行星:Tatooine变得简单

来源:犹他大学

图片:本布罗姆利,犹他大学

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