天文學家揭示了雙星系統中行星形成的新奧秘
在浩瀚的宇宙中，行星的形成一直是天文學研究的重要課題。盡管我們對太陽系內行星圍繞單一恒星旋轉的模型頗為熟悉，但科學家發現，超過一半的恒星實際上存在于雙星系統中，這意味著它們有著各自的伴星。這些雙星系統周圍是否也能孕育出行星？圍繞這一謎題，天文學家展開了深入研究。
阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）與夏威夷的凱克II 10米望遠鏡攜手，為天文學家提供了前所未有的觀測能力。通過這兩個尖端設施，科學家們收集了兩個雙星系統的寶貴數據，這些數據有望改變我們對雙星系統中行星形成條件的認知。
雙星系統的形成過程與單星并無太大差異，它們同樣誕生于由冷星際氣體組成的密集云中。這些氣體云在某些區域變得異常密集，進而聚集更多質量，最終在自身引力的作用下坍縮，形成“原恒星”。有些星際云足夠龐大，能夠孕育出兩顆甚至三顆主序星。
在這些恒星形成后，剩余的氣體和塵埃圍繞它們形成了所謂的“原行星盤”。行星正是從這些盤中逐漸誕生。這些盤可以是圍繞單顆恒星的恒星軌道盤，也可以是圍繞整個雙星系統的雙星軌道盤。
科學家們一直試圖解開行星盤能夠持續足夠時間孕育行星的謎團，同時也在探索導致盤消散的原因。研究發現，在前主序原恒星雙星系統中的恒星軌道盤，為研究這些問題提供了理想的實驗室。通過觀測這些盤的屬性，如大小、子結構和傾斜度，科學家們能夠揭示塑造行星誕生環境的復雜相互作用。
DF Tau是此次研究中備受矚目的雙星系統之一，它位于距離地球約150光年的金牛座恒星形成區。這個系統由兩顆質量約為太陽0.6倍的原恒星組成，它們以高度拉長的軌道運行，大約需要44個地球年完成一圈。令人驚訝的是，ALMA觀測到孕育這些恒星的星際云已經分裂成兩個恒星軌道盤。其中一個盤被磁性地鎖定在中央恒星DF Tau A上，為其生長提供物質；而另一個盤則似乎已從另一顆恒星DF Tau B上脫離，由于年輕恒星的快速旋轉，該盤的中心區域已被侵蝕。
這一發現揭示了年輕恒星旋轉、磁盤與磁性鎖定之間可能存在的聯系，以及這些因素如何影響軌道盤的早期消散。DF Tau軌道盤、恒星軌道盤以及恒星傾斜度之間的錯位，也可能對磁軌道盤的總體演化產生影響。
另一個備受關注的雙星系統是年輕的F.O Tau系統，其年齡約為280萬年。該系統位于距離地球約450光年的地方，其恒星F.O Tau A和B的軌道比DF Tau更為圓形，且距離更遠。使用ALMA觀測發現，F.O Tau的盤與其雙星軌道對齊，兩顆恒星都表現出較慢的旋轉速度，且兩個恒星軌道盤都保持對其原恒星的磁性鎖定。這一發現表明，像F.O Tau這樣的系統，其恒星旋轉較慢且軌道更圓，可能比旋轉速度快且軌道拉長的系統更適合在其恒星成分周圍形成行星體。
此次研究成果在第244屆美國天文學會（AAS）會議上公布，為科學家們提供了雙星系統中行星形成的新見解。
