一般而言,孕育行星的原行星盘其盘面应与恒星自转方向平行,但现在天文学家发现了一个异类,其原行星盘有如摩天轮般垂直恒星的旋转方向。这代表由该原行星盘孕育出的行星,季节可能与地球截然不同。
恒星诞生自巨大分子云,当年轻恒星成形后,分子云逐渐因自身重力塌缩,原本在云气中随机运动的分子开始呈星云的平均净角动量运动方向,由于角动量守恒,星云缩小的同时自转速度亦增加,随着时间推移,星云逐渐变得有如意大利薄饼扁平,也就是原行星盘(Proplyd or Protoplanetary Disc)。宇宙中,约有三成恒星的原行星盘最终会孕育出行星系统。
通常,原行星盘围绕着恒星赤道(也就是黄道)运行,盘面与恒星的旋转方向平行,因此,从原行星盘中诞生的行星,公转轨道通常也围绕着恒星赤道,比如我们的太阳系;但是,凡事总有例外,科学家也看过某些行星系统的公转轨道面并没有对齐恒星旋转方向。
而现在,由华威大学天文学家 Grant M. Kennedy 领导的国际天文团队,更首度发现聚星系统 HD 98800 也出现这种“例外”。
HD 98800(或称巨爵座 TV,TV Crateris)是一个位于巨爵座内的四合星系统,距离地球约 150 光年,顾名思义,系统内共有 4 颗恒星,位于内部的联星对称为 HD 98800BaBb,彼此距离仅 1AU(相当地球与太阳的距离),外部联星对 HD 98800AaAb 则在 54AU 外(比太阳和冥王星的距离还要再远一点)围绕着 HD 98800 B 运行,如下图。
▲ HD 98800 四合星系统。(Source:NASA)
团队利用阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)获得 HD 98800 高分辨率图像,从中发现 HD 98800BaBb 联星对的原行星盘,竟然 90 度垂直于恒星的旋转方向,研究人员这么打比方:内部联星对就像两匹旋转木马,而原行星盘像一个绕着旋转木马的巨大摩天轮。
如此奇异的系统过去只存在于理论,Grant M. Kennedy 表示,目前尚不清楚行星在这种混乱系统中能否稳定成长,如果它们顺利长大,那么可能出现一堆我们从没见识过的行星,且行星纬度的季节变化会相当奇怪。
不过,如果我们能站在尘埃环内缘的某颗微行星表面,将能在夜晚看到一幅不可思议的景象:原行星盘像一条从地平线垂直上升的火丝带,笔直经过你的头顶、延伸到你的身后,如下图所示;此外,如果是站在行星表面,那么行星的天空将有机会出现 4 个太阳。新论文发表在《自然─天文学》(Nature Astronomy)期刊。
(Source:华威大学)
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(首图来源:华威大学)