宇宙“霸凌”行为：大的恒星是如何掠夺行星的？

图：船底星云中的恒星诞生区——NGC3324区域或许存在行星掠夺现象。

文章来源自《对话》栏目，经授权发布于“Space“网站的《专家之声》栏目。

理查德.帕克在谢菲尔德大学天文学院演讲稿

我们的太阳在银河系中并不孤独。在她四光年之外便有一颗距离最近的恒星，并且她还有自己的行星陪伴。但是，情况并不总是这样。我们经常忽视了对年轻恒星的观测。这些年轻恒星位于恒星“培育室“中，与其他”兄弟姐妹“们相互依偎。

这些恒星培育室非常拥挤，一块像太阳系般大小的空间中便聚集了成百上千个恒星。这些恒星通过频繁快速的能量交换进行剧烈互动。几百万年后，这些恒星群消失了，越来越多的恒星诞生于银河系中。

皇家天文学会月报刊发的最新研究成果展示了恒星培育室中的大型恒星掠夺行星的方式及信号。

当年轻恒星诞生后不久，围绕其运行的行星系统便会形成。30年来，我们已经拥有了关于这一现象的间接证据，那就是年轻恒星的光线发射出出人意料的红外辐射，而这一辐射一般来源于围绕恒星运行的小型尘埃物质（约100厘米）。这些尘埃物质则最终形成了行星。

2014年年末，智利沙漠中的阿塔卡马毫米级大口径天文望远镜首次拍摄到行星诞生区域的图片，颠覆了研究恒星与行星诞生的领域。阿塔卡马望远镜拍摄到的首张图片及其随后的图片都非常壮观，许多形成行星的圆盘状结构已经完全成型，就像木星那样。

图：阿塔卡马拍摄下的行星形态的高清图像

恒星诞生后便会快速形成行星，尽管在此阶段，恒星仍然与其他同类恒星相互碰撞互动。由于行星形成的非常快，因此，它们非常容易受到周围拥挤的环境影响。它们会通过多种方式改变它们的运行轨迹。

流浪行星

有时，行星与其主恒星的距离变化会很大，从而经常会改变它们的运行轨道形状——常常会变得没有那么圆（或者说更加怪异）。偶尔，会有行星挣脱其主恒星引力的束缚，成为恒星诞生区的流浪行星，不受任何恒星引力影响。

一小部分行星会被其他恒星捕捉，从而成为其他恒星的行星，不再绕着它诞生时的恒星运行。还有一些行星则会省略掉流浪行星的阶段，直接被其他恒星掠夺，从而改变其原先的运行轨道。

在研究大行星掠夺过程中，我们发现，诞生于最拥挤的恒星诞生区域的行星非常容易被其他质量远大于太阳的恒星掠夺或捕获。恒星的质量变化幅度很大，我们的太阳有一些与众不同，那就是，太阳的质量差不多是宇宙中大型恒星平均质量的两倍。不过，仍有一些恒星质量更大，而那些OB型的恒星则是银河系或其他星系中的主要光源。

野兽

这些大型恒星尽管非常亮，但是恒星寿命远比太阳短，有些恒星甚至只能存活几百万年（不是几十亿年）。因此，我们无法探测到其行星。

然而在2021年，斯德哥尔摩大学的研究人员领衔的“野兽“型地外恒星研究项目发现了两颗颗特殊的行星。其中一颗颗行星绕一个质量约为太阳十倍的恒星运行，其运行距离大约是地球-太阳距离的550倍，另一颗行星则是绕着一个质量是太阳质量9倍的恒星运行，其运行距离大约是地球-太阳距离的290倍。

“野兽“恒星研究联合团队发现，这些行星在银河系中的Sco Cen 恒星形成区内绕恒星运行。科学家近期正对银河系中的这一区域重点挖掘。关于这些大型行星，科学家认为，它们就像太阳系中的大型气态行星，但是它们的质量更大，并且规模远超太阳系中的大行星，因为仅仅其中一个行星的规模就抵得上我们整个的行星系统。

然而，大型恒星会释放大量紫外线辐射，这些辐射会将像木星或土星这样的气态行星形成的必要气体蒸发掉，因此，这些大型行星会有怎样的命运呢？

通过前期的研究工作，我们已经了解到，在拥挤的恒星诞生区，行星会被其它恒星掠夺或捕获，因此，我们进一步研究了大型恒星捕获这些行星的内在动力。

我们的最新解释是，这些大型行星会由于行星掠夺而脱离它们原来的运行轨道，也就是说，它们虽然在某一恒星诞生后形成，作为其行星，但是它们也会很容易被其他恒星捕获。这些行星系统的运行距离往往是非常广阔且奇怪的，太阳-地球之间的运行距离仅仅是其最小距离，它们的运行轨道的形状并不像太阳系中的行星轨道那样的圆形状。

或许，我们的行星系统中也有捕获到的行星，例如难以捉摸的第九行星，但是，像木星和其他大型行星已确证是由在太阳系中形成的。

我们的电脑模拟预测了这些系统的出现频率及行星轨道特征，如单一恒星或双恒星诞生区域。未来研究也将揭示更多关于这些行星的信息，但是现在，我们还未产生其他令人振奋的地外科学发现。

BY: Richard Parker

FY: 秋

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来源: 天文在线