太阳系有多罕见?新研究:四分之一的类太阳恒星会吃掉自己的行星

我们的太阳系有多罕见?自上世纪90年代第一次发现也有系外行星会围绕太阳以外的恒星运转以来 , 我们知道银河系不少恒星都有自己的行星系统 。 但是 , 很多恒星的行星系统与我们所知的太阳系有很大不同 。
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我们太阳系中的行星以稳定且几乎是圆形的路径围绕太阳旋转 , 这表明自行星首次形成以来 , 轨道没有太大变化 。 而银河系里围绕其他恒星运行的行星系统都经历了非常混乱的过去 , 这也意味着我们太阳系相对平静的历史有利于地球上生命的繁荣 。 如果在寻找可能包含生命的外星世界时 , 我们有办法识别具有类似和平过去的系统 , 我们就可以缩小目标范围 。
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最新发表于《自然天文学》上的一项新的研究表明 , 在众多类太阳恒星中 , 至少有四分之一的恒星在生命中的某个时刻吞没了自己的一颗或多颗行星 。 这也意味着 , 至少有四分之一围绕类似于太阳的恒星运行的行星系统有着非常混乱和动态的过去 。
奇怪的太阳和双星系统
不管你信不信 , 反正太阳在银河系中是极为罕见的 。 因为银河系约75%恒星都属于M型主序星(红矮星) , 它们比太阳更小也更冷 , 寿命更长 , 但太阳是一颗G型恒星 , 也就是所谓的黄矮星 。 而银河系中只有7%的恒星是G型的 。
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此外 , 太阳也是一颗孤独的恒星 。 天文学家认为 , 大多数恒星诞生于具有一个或多个兄弟姐妹的恒星系统中 。 事实上 , 银河系的大多数恒星至少有一个其他的伴星 , 作为双星系统锁定在一个相互的轨道上 。
与此同时 , 天文学家发现几个系外行星系统里大中型行星发生了明显的移动 , 这些迁移行星的引力也可能扰乱了其他行星的路径 , 甚至将它们推入了不稳定的轨道 。 同时在大多数这些非常动态的系统中 , 也有可能一些行星已经落入了主星 。
然而 , 我们不知道这些混乱的系统相对于像我们这样更安静的太阳系有多普遍 , 毕竟后者的有序架构有利于地球上生命的繁荣 。 不过即使有最精确的天文仪器 , 也很难通过直接研究系外行星系统来解决这个问题 。
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于是意大利帕多瓦天文台天体物理学家洛伦佐·斯皮纳(LorenzoSpina)团队通过分析双星系统中恒星的化学成分 , 以研究行星吞没事件的概率和演变问题 。
之所以选择双星系统 , 原因是双星系统是两颗相互环绕的恒星组成 。 这两颗恒星通常由相同的气体同时形成 , 因此它们应该包含相同的元素组合 。 但是 , 如果一颗行星落入两颗恒星中的一颗 , 它就会溶解在恒星的外层 。 这可以改变恒星的化学成分 , 这意味着我们看到的形成岩石行星的元素——比如铁——比我们平时看到的要多 。
岩石行星的踪迹
恒星由轻质材料组成——如氢、氦、氧和碳——而像地球这样的岩石行星富含铁、硅和钛等重元素 。 当其中一颗行星被它的恒星吞噬时 , 来自行星的重元素会在恒星的外层留下强烈的信号 , 可以在它的光中观察到 。 团队通过分析它们产生的光谱 , 检查了由类太阳恒星组成的107个双星系统的化学组成 , 以此确定有多少恒星比它们的伴星含有更多的行星物质 。
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结果显示 , 其中的33对双星系统中 , 其中一个同伴的铁含量高于另一对 , 这表明所有类太阳恒星都有20-35%的机会吞噬它们的行星 。