近一半的類太陽恆星是雙星系統。根據一項新研究，雙星周圍的行星系統可能與單星周圍的行星系統非常不同。這指出了尋找地外生命形式的新目標。
由於唯一已知的有生命的行星，即地球，是圍繞着太陽運行的，因此，對於試圖尋找地外生命的天文學家來說，類似大小的恆星周圍的行星系統是明顯的目標。然而，該類別中幾乎每第二顆恆星實際上都是雙星，即一對受引力約束並圍繞對方運行的恆星。哥本哈根大學的一項新研究結果表明，行星系統在雙星周圍的形成方式與在太陽等單星周圍的形成方式非常不同。
“這一結果令人振奮，因為在未來幾年內，尋找地外生命的工作將配備幾個新的、極其強大的儀器。這增強了了解行星是如何在不同類型的恆星周圍形成的意義。”該項目的負責人、哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所的Jes Kristian Jørgensen教授說：“這樣的結果可能會確定對探索生命存在特別感興趣的地方。”
該項目也有來自中國台灣和美國的天文學家參與，其結果於5月23日發表在著名的《自然》雜誌上。
爆發塑造了行星系統
這項新發現是基於智利的ALMA望遠鏡對一個年輕的雙星系統的觀測，這個雙星系統距離地球約1000光年。這個雙星系統被稱為NGC 1333-IRAS2A，被一個由氣體和塵埃組成的圓盤所包圍。觀測結果只能為研究人員提供該雙星系統演化過程中的一個點的快照。然而，研究小組已經用計算機模擬來補充觀察結果，並在時間上向後和向前延伸。
“觀測結果使我們能夠放大恆星，研究塵埃和氣體如何向星盤移動。模擬將告訴我們哪些物理學在起作用，以及這些恆星在我們觀察到的快照之前是如何演變的，以及它們未來的演變，”《自然》雜誌文章的第二作者、尼爾斯·玻爾研究所的Rajika L. Kuruwita博士后解釋說。
值得注意的是，氣體和塵埃的運動並不遵循一個連續的模式。在某些時間點上–通常是每一千年中相對短的十到一百年–運動變得非常強烈。雙子星變得比原來亮十到一百倍，直到它恢復到正常狀態。
據推測，這種循環模式可以用雙子星的雙重性來解釋。這兩顆恆星相互環繞，在特定的時間間隔內，它們的聯合引力將影響周圍的氣體和塵埃盤，導致大量的物質向恆星墜落。
“下降的物質將引發顯著的加熱。熱量將使恆星比平時明亮得多，”Rajika L. Kuruwita說，並補充道：“這些爆發將把氣體和塵埃盤撕裂。雖然圓盤將再次建立起來，但爆發仍可能影響後來的行星系統的結構。”
彗星攜帶生命的構件
觀察到的恆星系統仍然太年輕，不可能形成行星。研究小組希望在ALMA獲得更多的觀測時間，從而能夠研究行星系統的形成。
不僅是行星，彗星也將成為關注的焦點。“彗星很可能在創造生命進化的可能性方面發揮着關鍵作用。彗星通常有很高的冰含量，並存在着有機分子。可以很好地想象，在行星貧瘠的年代，有機分子被保存在彗星中，後來彗星的撞擊將把這些分子引入行星的表面，”Jes Kristian Jørgensen說。
在這種情況下，了解爆發的作用是很重要的。“爆發引起的加熱將引發塵埃粒子和它們周圍的冰的蒸發。 這可能會改變形成行星的材料的化學成分。”
因此，化學是研究範圍的一部分。“ALMA所覆蓋的波長使我們能夠看到相當複雜的有機分子，因此具有9-12個原子並含有碳的分子。這樣的分子可以成為更複雜的分子的構件，而這些分子是我們所知的生命的關鍵。例如，在彗星中已經發現的氨基酸。”
強大的工具加入尋找太空生命的行列
阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）不是一個單一的儀器，而是66個協調運作的望遠鏡。這使得它的分辨率比單台望遠鏡所能獲得的要好得多。
很快，新的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST）將加入尋找地外生命的行列。在本十年接近尾聲時，JWST將得到歐洲極大望遠鏡（ELT）和極其強大的平方公里陣列（SKA）的補充，兩者都計劃於2027年開始觀測。歐洲極大望遠鏡將以其39米的鏡面成為世界上最大的光學望遠鏡，並將準備好觀測系外行星的大氣狀況。SKA將由南非和澳大利亞的數千台望遠鏡協調工作組成，其波長將比ALMA更長。
“SKA將允許直接觀測大型有機分子。詹姆斯-韋伯太空望遠鏡在紅外線下工作，這特別適合觀察冰中的分子。最後，我們繼續擁有ALMA，它特別適合觀測氣體形式的分子。”Jes Kristian Jørgensen總結說：“將不同的來源結合起來將提供大量令人興奮的結果。”
關於雙星系統NGC 1333-IRAS2A研究的科學文章於5月23日發表在《自然》雜誌上。