数学模拟显示岩石行星可以轨道双星

在这个亚克力绘画中，犹他大学天体物理学家Ben Bromley设想从一个无人居住的地球状行星绕着一对二元星星的双重日落的看法。

在一项新的研究中，天文学家使用数学分析和模拟来表明，岩石行星可以形成二元恒星。迄今为止，美国宇航局的开普勒太空望远镜只发现了像土星或海王星轨道二元恒星这样的气体巨头行星。

2015年3月30日 - Luke Skywalker在“星球大战”的家中，是沙漠星球Tatooine，带有双胞胎的日落，因为它是两颗星星。到目前为止，只有无法居住的气体巨头行星被识别出这种二进制星星，许多研究人员认为岩石行星不能在那里形成。现在，数学模拟表明，地球状，诸如Tatooine可能存在的地球，并且可能是广泛的。

“Tatooine日落毕竟可能是常见的，”犹他大学Astrophysicists Ben Bromley的研究结束了，史密森尼天体物理天文台斯科特肯尼昂的研究。

“我们的主要结果是，在二进制星附近的一个小区域外，[岩石或气体巨头]行星形成可以与单个星系相同，”他们写道。“在我们的情景中，行星在单颗星周围的二进制文件周围普遍存在。”

该研究已提交给Astrophysical Journal审查。

新研究的标题是“二进制星系中的行星形成：Tatooine变得简单，“但是纸张看起来很容易：它充满了数学公式，描述了模拟星星如何由行星模拟的轨道 - 小行星尺寸的岩石聚集在一起形成行星。

“我们采取了我们的甜蜜数量时间，表明骑在一条恒星周围的骑行可能就像一个围绕着一样，”柏伦利谈到行星形成的早期步骤。“”变得容易“的部分真的说同样的食谱，在太阳周围有效，将在Tatooine的主持人星中工作。”

该研究由美国宇航局的外部行星计划提供资金，是Bromley和Kenyon的研究进入Dwarf Planet Pluto如何以及​​其主要的月亮，夏隆，就像二元系统一样。两者都是四个其他卫星的轨道。

'行星形式像尘埃兔子'

从围绕一颗年轻的明星的气体和尘埃的旋转盘，“行星像床下的尘兔子一样，抱着更大且较大的物体，”肯尼昂说，其天文台是哈佛史密森的一部分的天体物理学中心。“当行星围绕二进制时，除非只是正确的轨道，否则二进制文件扰乱了灰尘兔子。”

科学家称之为“最圆形轨道”，现实是一个不相当圆形，椭圆形的轨道，其中整个椭圆形都有很多小波浪，Bromley说。

他补充说：“这是涟漪的椭圆形，”这是由两​​颗中心星的循环拖拽引起的。

“十多年来，天体物理学家认为，像地球这样的行星无法形成大多数二进制星，至少不够接近来支持生活，”他说。“问题是，行星需要轻轻地共同合并成长。在一个星星周围，行星倾向于遵循圆形路径 - 不跨越的同心环。如果行星互相接近，它们可以轻轻地合并在一起。“

但是，如果Planetesimals轨道一对明星，“他们的路径被二元恒星的奔向和上游混淆了，”Bromley说。“他们的轨道可以如此纠结，他们以高速互相交叉，将它们注定为破坏性的碰撞，而不是增长。”

之前的研究开始于圆形轨道时，当新的研究表明“行星时，当行星小的行星时，自然地寻求这些椭圆形轨道，并自然地寻求这些椭圆形轨道，从未在圆形的轨道上进行循环轨道。… 如果行星处于椭圆形轨道而不是圆圈，则它们的轨道可以嵌套，并且它们不会彼此抨击。他们可以找到行星可以形成的轨道。“

在他们的学习中，Bromley和Kenyon在数学上表现出，通过简单的计算机模拟，岩石，地球大小的行星可以在二元恒星周围形成，如果它们有椭圆形“最圆形”轨道。他们没有对行星形成的点进行模拟，但表明，在二元恒星周围的同心，椭圆形轨道上的数千年时，行星可以在没有碰撞的情况下存活。

“我们说你可以设置舞台来制作这些东西，”Bromley说。“在二进制星周围制作一个地球状行星，因为它在像我们的太阳这样的单个明星周围。所以我们认为Tatooines在宇宙中可能很常见。“

被发现的开普勒和世界

美国宇航局的开口空间望远镜已经发现了超过1,000个行星轨道其他明星，包括所谓的可居住区的一些岩石行星既不过于接近和热，也不从他们每个轨道的明星太远。

到目前为止，开普勒在二元恒星周围的居住区内或附近发现了七个行星，但是Bromley说，所有这些都是巨大的气态行星。

“迄今为止，距离二元恒星的开放者已经发现的行星是更大的，海王星或木星大小的煤气巨头，”他说。“迄今为止发现的那些人都没有像我们的地球一样小而岩石 - 或者像”星星战争“中的Tatooine一样。”

Bromley认为，Bepler尚未发现二进制星星的地球状行星，因为它们与煤气巨头相比，“所以这是一个艰难的测量。”

虽然开普勒已经发现其他煤气巨头远离二元明星，但有关于可居住区内或附近的七个在他们所在的地方的辩论。

新的研究表明，他们可以从气体和灰尘形成到位 - “其他人都说是不可能的，”Bromley说。他还怀疑它是因为似乎没有足够的气体和灰尘，气体巨头越过射击器已经发现靠近二进制文件。该研究还表明，气体和灰尘可能已经从其他地方移入，因此气体巨头可以形成他们现在看到的地方。

普遍的理论抗拒由开普勒航天器发现的气体巨头必须在冷却器中形成更远，平静的空间，然后通过向内旋转到二元恒星的近距离迁移，尽管围绕二进制对的气体，或者被另一个遥远的气体巨星的重力投掷。

但是，“地球般的Tatooine将没有任何问题形成举办终身生活，”Bromley说。

出版物：提交给天体物理学杂志

研究报告的PDF副本：二进制星周围形成：Tatooine变得简单

图像：本·布罗姆利（Ben Bromley），犹他大学