發現兩組系外彗星圍繞著附近一顆恆星運行 發現兩組系外彗星圍繞著附近一顆恆星運行

發現兩組系外彗星圍繞著附近一顆恆星運行

發現兩組系外彗星圍繞著附近一顆恆星運行

距離太陽約63光年處,有一顆相對年輕的恆星,名為繪架座β星。繪架座β星只有2000萬年的歷史,它周圍環繞著非常活躍且種類繁多的天體——包括氣體和塵埃雲,以及大量圍繞它運行的彗星。

如今,研究人員對圍繞這顆年輕恆星運行的彗星群有了更多了解。法國天文學家利用位於智利拉西拉天文台的精密儀器,分析了數百顆圍繞繪架座β星運行的系外彗星。他們發現了兩種截然不同的彗星:一種是多次掠過太陽的較老彗星,另一種是較年輕、表面粗糙的彗星,它們可能是行星分裂或碰撞的產物。

天文學家對繪架座β星的研究已持續近30年,記錄了其光線隨時間推移所發生的細微變化。他們認為這些光線變化顯示一顆彗星正從恆星前方經過。該研究的主要作者弗拉維恩·基弗告訴《大眾科學》雜誌:“當彗星從前方經過時,會形成彗尾,吸收部分星光。而當這些光被吸收時,就會對光譜產生影響。”

基弗和他的研究團隊回顧了歐洲南方天文台位於智利的3.6米望遠鏡上的HARPS儀器捕捉到的1000多份關於繪架座β星周圍光變的觀測數據。他們從中選取了493顆不同的系外彗星作為樣本,有時會分析它們多次飛掠該恆星的情況。

ESO/A.-M. Lagrange 等人

他們注意到彗尾對恆星光線的扭曲方式存在一些明顯的差異,這揭示了許多關於彗星物理特性和起源的資訊。他們也觀察到彗星軌道上的差異。

基弗解釋說:“這兩類彗星的行為截然不同。其中一類彗星的軌道形態多種多樣,它們都具有一定的方向性,而我們觀測到這類彗星的軌道方向也各不相同。相比之下,另一類彗星的軌道形態則是一種特定的。”

綜合所有觀測結果,研究團隊得出結論:繪架座β星周圍環繞著兩種截然不同的彗星。第一種彗星年代更久遠,表面也更光滑,它們曾經多次掠過這顆恆星。它們軌道的多樣性表明,有一顆行星在控制它們。這顆行星很可能就是巨行星繪架座β星b。

第二類系外彗星更活躍,它們蒸發的氣體和塵埃比第一類彗星多得多。許多彗星富含冰,但隨著它們靠近恆星,這些冰會蒸發。由於第二類彗星仍在釋放大量氣體物質,這意味著它們比舊的同類彗星年輕得多。

這些年輕彗星均勻的軌道也揭示了它們起源的一個非常有趣的秘密。這些系外彗星很可能是由一個更大的天體(或許是一顆行星)解體形成的。而現在,這個天體的碎片正沿著一條掠過繪架座β星的軌道運行。

所有這些發現都為我們了解數百萬年前這個行星系統是如何形成的,以及我們自己的太陽係是如何形成的提供了線索。就像繪架座β星周圍一樣,我們自己的太陽系中也存在許多不同類型的彗星,其中一些與這項研究中的彗星類似。 「我們看到的物體與我們已知的非常相似。我們太陽系中的彗星被木星捕獲,」基弗說,他將它們與更古老的系外彗星家族進行了比較。 “這只是我們觀察到的眾多類似現象之一。”

研究人員將他們的研究成果發表在《自然》雜誌上。