三太阳奇特星系挑战天体理论

　　据最近一期出版的《自然》杂志报道，美国天文学家在距离地球149光年的地方发现了一个具有三颗恒星的奇特星系，在这个星系内的行星上，能看到天空中有三个太阳。
　　银河系中的星系多为单星系或双星系，具有三颗以上恒星的星系被称为聚星系，并不太多见。这是人类首次发现有三颗恒星的太阳系外行星体系。该行星到底是如何在三种相互竞争的重力之间产生的，将成为行星形成理论的一大挑战，现有天文学理论很难对其构成进行合理的解释。

　　一仆奉三主一星绕三星
　　由美国太空署资助的天文学家、加利福尼亚技术学院的马希吉·科纳科奇博士近日在夏威夷的卡哈拉山顶，用凯克1号天文望远镜（目前世界上最大口径的光学望远镜）观测到一颗新行星，科纳科奇将它命名为“Tatooine星”（取自《星球大战》电影中的行星名称）。这颗行星的周围不是一个太阳，而是三个。7月14日出版的英国《自然》杂志将刊登加州理工学院博士后学者科纳科奇的有关论文。
　　此三星系统被命名为HD188753Ab，是人类所知的第一颗太阳系之外的三合星系。比方说，如果你站在这颗行星上，那么，你将可以同时看到三个“太阳”。
　　这一名为HD 188753的三恒星体系位于149光年外的天鹅座，最主要的那颗恒星与太阳相似，呈黄色，质量为太阳的1.06倍，其余两颗恒星紧紧靠在一起，总质量约为太阳质量的1.63倍，与主恒星之间的距离大约为太阳与土星之间的距离。其中，较大的一颗呈橙色，较小的一颗呈红色。
　　新行星属于被称为热木星的普通太阳系外行星。热木星是一个大气球，周围附近有它们的双星绕着转，热木星较木星稍微大一点。
　　通过他研究出的一种新方法，科纳科奇能精确地测量靠在一起的双恒星和多恒星系统中各自的速度。据测定，该行星与中心恒星的距离大约为800万公里，是太阳和地球之间距离的二十分之一。行星每3.3天就绕星一周，每25.7年就绕着双星锁定的156天的轨道上公转一周。而星系的另外两颗恒星处于外围，它们彼此相距不远，也围绕主恒星公转，周期为3.5天。
　　科纳科奇说：“这颗行星存在的环境十分奇异，一颗行星能存在于多颗恒星系统中，实在令人惊奇。在三颗恒星的簇拥下，天空的景色肯定是很壮观的。”他指出，在太阳系的邻居中，双恒星和多恒星存在极为普通，其数量超过单恒星约20%，但它们共用一颗行星则非常罕见。

　　挑战行星形成理论
　　该星系中行星所处的位置非常奇怪，用现有的行星形成理论难以解释。科纳科奇说：“在复杂的恒星系统中运行的行星，将使我们曾提出的行星形成理论受到严格检验。”天文学界认为，行星诞生初期，在星系中心的恒星周围围绕着一圈碟状尘埃气体，这些气体逐渐聚集到一起形成大量巨石块，它们最终合并形成行星内核。在这些行星内核周围，如果出现气体大气层集聚，这时很有可能就会在星系外围温度较低的区域内形成类似木星那样的巨大气体行星。经测定，来源于附近恒星的热量会阻止大行星初级阶段的形成，即行星种子的粘合，这些行星种子被称为冰核。因此，一般的热木星在很远的地方形成，理论上称为雪线的界限之外。一旦有足够大的云核在雪线之外形成，如果条件适当的话，行星就会推动其朝着恒星移动。尽管这一推断在大部分恒星体系中都能适用，但在新发现的HD188753行星中却很难解释通。

在所有知名的、拥有行星系统的恒星中，HD188753的“恒星对”不但比主要恒星还要重，而且还在一个与星系中心恒星最近的轨道中运行。一些科学家认为，这些热木星的行星在距离恒星很远的轨道上形成，与太阳系里的木星类似，但形成之后便会向星系中心移动。但是这种观点目前无法解释为什么这些行星不断接近中心，却最终不会发生撞入中心恒星的现象。同时，在这些不断发现的新行星与太阳系内行星之间还有另一处明显的差异，那就是行星的运行轨道。太阳系外行星的运行轨道都是明显的椭圆形轨道，而太阳系内像地球或木星这样的行星轨道则基本上都是正圆形。此外，如果母恒星被邻近的恒星伴星围着旋转，那么其引力能大大缩短伴星绕主恒星旋转的范围。在HD188753系统情况下，“恒星对”围绕着主恒星以长方形轨道运行。

研究人员对三个太阳共存一系的可能解释是，该行星形成时没有冰核，或者它本身是一个“先天不足”的恒星，因为缺乏将氢转变为氦的足够能量，最终成为了主恒星附近的一个“大气球”。最近，英国莱斯特大学的天体物理学家马丁·比尔和他的同事提出了一个全新的解释，他们认为这些系外星系与我们的太阳系相比，最初的形成过程很可能完全不同。那些所谓的“热木星-星系”很可能在恒星周围碟状尘埃气体出现不稳定时突然发生断裂现象，这些逐渐分离的断裂碎片由于自身引力的作用最终各自形成了新的行星天体。这一过程很自然会导致行星轨道呈现椭圆形状，相应的也就不可能会有其他类似地球这样行星产生。　

　　至少需要观测12年才能被发现
　　科纳科奇说：“在如此复杂的背景下，该行星的形成原理很令人费解。我认为关于大行星的形成还有很多值得人类去学习。”
　　到目前为止，约有30个太阳系外行星的周围发现有双星体系，科纳科奇希望能找到更多的“恒星对”。虽然聚星体系的数目超过单星体系，但这只是太阳系外行星总数的一大部分。因为用于定位行星的主要技术———径向速度法，并不适用于寻找那些拥有多颗恒星的行星。天文学家通过观察恒星光谱的变化，可以推断出来自附近行星的重力。但“恒星对”中两颗恒星的光谱会相互干扰，于是科纳科奇发明了一种可以从该混乱的组合光谱中提取出行星摆动资料的方法。他在利用新方法研究的20颗恒星中发现了这一拥有三颗恒星的行星，他计划未来再研究近450颗恒星。这一新发现也许能推翻“行星通常仅围绕一颗恒星公转”的现有理论，有助于科学家在其他区域寻找行星。

然而，科学界认为由此带来的行星形成理论的争论在一段时期内将会持续下去。因为大部分系外行星天体不会发光，发现它们非常困难，在天文学上一般是通过探测宇宙中恒星天体的规律性摆动，利用重力作用原理推测出哪里有新行星存在。这种技术对大质量、短轨道行星的探测非常灵敏，因此目前所发现的系外行星大多都是这一类型的天体。由于木星与恒星太阳的距离非常远，天文学家称要想在宇宙中发现一颗这样的行星，至少需要连续观测一颗恒星12年才行。

[北京科技报]

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　　新华社电据最新出版的《自然》杂志报道，美国天文学家在距离地球149光年的地方发现了一个具有三颗恒星的奇特星系，现有天文学理论很难对其构成进行合理的解释。

　　美国加州理工学院的天文学家在该杂志上报告说，他们发现天鹅星座中的HD188753星系中有3颗恒星。处于该星系中心的一颗恒星与太阳系中的太阳类似，它旁边的行星体积至少比木星大14%，大约每80小时公转一周。该行星与中心恒星的距离大约为800万公里，是太阳和地球之间距离的二十分之一。而星系的另外两颗恒星处于外围，它们彼此相距不远，也围绕中心恒星公转。

　　银河系中的星系多为单星系或双星系，具有三颗以上恒星的星系被称为聚星系，不太多见。

　　报告指出，该星系中行星所处的位置非常奇怪，用现有的行星形成理论难以解释。天文学界认为，行星是由冰核聚集起年轻恒星周围的星尘形成的。迄今在太阳系外发现的161颗行星中有许多类似于“热的土星”。它们与太阳系中的大行星类似，只是距离各自的恒星更近些。天文学家对此解释说，这些行星现在所处的位置太热，冰核无法存在，它们是在冰冷区域形成后，受到星系中心物质的吸引，才逐渐向中心移动。但是，对于HD188753星系而言，这种解释就不适用。外围的两颗恒星通过引力，使冰冷区域的大部分星尘消失，因此无法形成行星。研究人员说，可能的解释是，该行星形成时没有冰核；或者它本身是一个“先天不足”的恒星，因为缺乏将氢转变为氦的足够能量，最终成为了中心恒星附近的一个“大气球”。

[科学时报]

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