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8Ursaeb或为地球质量大得多的恒星系统

编辑:生活网      来源:生活网      地球质量   最大的恒星   天文   恒星形成   科学

2023-07-22 11:01:17 

天文学家根据观测数据推断,在距主恒星至少五个天文单位的距离处可能存在第二个天体围绕主恒星运行。 尽管现有数据并未完全证实第二个天体的存在,但这一发现可能在塑造整个恒星系统方面发挥了重要作用。

8 Ursae 外系统本身并没有什么特别的,但是当你考虑到位于系统中心的恒星时,一切都变得很奇怪。

令人费解的存在

星球存在生命的主要原因__星球本质

观测表明,熊座8号恒星的质量约为太阳的1.5倍,但其年龄却明显比太阳老。 这颗恒星似乎已经经历了氢燃料开始耗尽的阶段,随着富含氦的核心的生长,其周围出现了一层稀薄的氢燃烧大气层,导致恒星不断膨胀。 最终,8 Ursae 在氦聚变的推动下转变成一颗更热、更密的恒星。

但这其中存在一个问题。 根据恒星的质量,它应该一直膨胀到其边缘延伸到 0.7 个天文单位。 Ursae b 8的轨道半径为0.5 AU,也就是说,它本来应该在恒星氢燃烧包层覆盖的范围内。 据我们所知,没有行星能够在这个过程中幸存下来。 计算表明,在这种情况下,行星将与恒星的大气层发生摩擦,导致其迅速失去轨道速度并迅速螺旋向下,落入恒星的核心并被吞噬。 天文学家从未观察到一颗行星绕着与熊座8相同年龄和大小的恒星运行,这表明上述计算是正确的。

那么这颗行星应该已经消失了,但为什么它还在那里呢?

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天文学家认为,原因之一可能是 8 Ursae b 是一个比地球大得多的天体——大到足以被恒星包层包围而生存。 它的轨道也可能比地球的轨道更倾斜。 但研究人员计算出,能够发生这种情况的轨道并不多,他们估计这种情况发生的概率只有0.8%左右。

同样生活网消息,他们排除了另一种解释:行星曾经以更安全的距离绕恒星运行,只是当恒星达到最大尺寸时才被拉近。 然而计算再次证明,这种情况发生的几率很小。 几乎任何向内移动行星的轨道都会导致它螺旋向下,最终落向主恒星。 如果这个近距离过程足够慢,行星和恒星之间的潮汐相互作用可能会稳定轨道,但这种运动可能需要数十亿年,而一颗8熊座大小的恒星只有足够的氦燃料燃烧大约1亿年。

有可靠的解释吗?

星球本质_星球存在生命的主要原因_

与之前的研究相反,参与这项新研究的科学家认为,8 Ursae 系统可能始于围绕一对恒星运行的行星。 我们现在观测到的8号熊座是两颗恒星中较小的一颗,这意味着较大的恒星先成熟并膨胀。 随着体积的膨胀,较小的恒星最终带走了较大恒星的大气层,同时阻止了其与行星的接触,使曾经较大的恒星留下了一个不断缩小的富氦核心。

由于增加了这些额外的物质,8 Ursae 能够经历自己的膨胀阶段。 膨胀过程使其包层再次靠近另一颗恒星,这次将其吞噬。 这将导致最初膨胀的恒星留下的富含氦的核心落入8 Ursae的核心,引发氦聚变并结束膨胀过程。

双星系统中的行星可能不会被吞噬的理论示意图

图片来源:G. Bays, Jr, SOEST/ of Hawai'i

这种情况的关键在于,两颗恒星的包层都没有膨胀到足以到达行星轨道的程度。 尽管紧密双星系统的形成需要一组特定的相互作用,但这实际上是宇宙中相对常见的现象。 然而,当发现双星系统时,通常会有另一颗恒星在距该系统更远的地方运行,这可能解释了在视向速度数据中发现的另一颗伴星的证据。

该理论表明,所有这些过程将使 8 Ursae 的锂含量比同类恒星的平均含量更高。 观测数据表明,其确实富含锂。

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不管对这颗奇怪星球存在的解释如何,这一发现提醒我们,在浩瀚的宇宙中,不寻常的事情一直在发生。

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