在遥远的宇宙中,苹果对苹果的比较很难找到。无论主题是矮星系、超大质量黑洞,还是“热木星”,天文学家可能花费数月或数年寻找可比较的对象和形成进行研究。而当这些对象是并排存在时,这种情况更为少见。但一项新的研究为寻找“双胞胎”行星系统提供了路线图——显示彼此环绕的双星系统,以及在同一时间和地点诞生的星体,是否倾向于拥有相似的轨道行星。研究的作者发现,双星系统的某些取向可能提供有关行星形成的关键信息,同时也更容易让天文学家在这些系统中发现行星。
某些双星系统的并排、“边缘”配置,可能使天文学家能够进行比较研究,就像医生研究人类双胞胎以获取生物和行为机制的知识一样。
“这可能是一个前所未有的途径,用于检查行星形成过程的确定性或有序性,”耶鲁大学文理学院的天文学助理教授、该项新研究的资深作者马莱娜·赖斯说。
该研究发表在《天体物理学杂志快报》中。第一作者是乔瑟夫·汉德,他是堪萨斯大学的本科生,作为多里特·霍夫莱特本科研究奖学金的研究者进行这项研究,该奖学金以长期任职耶鲁的天文学家命名。耶鲁大学文理研究生院的博士研究生康斯坦丁·格尔比克是该研究的共同作者。
在早期的研究中,赖斯识别出了意外大量的轨道完美对齐的双星系统,这意味着两个双星及其行星在同一几何平面上运行。在这样的系统中,伴星可以作为行星轨道的稳定器,防止剧烈的长期气候变化,这些变化可能对我们所知的生命造成破坏。
由于其对齐,这些“边缘”双星系统根据研究人员的说法,也是新行星探测的绝佳候选者:这些星体直接向地球前后摆动,产生信号增强。
在这项研究中,研究团队基于欧洲空间局的盖亚DR3高精度恒星天文测量目录,识别出了近600个边缘双星系统。研究人员从盖亚数据集中找到最亮的近邻双星系统,测量其轨道,并模拟在每颗星周围等待被发现的行星集合。
研究人员表示,结果本质上是对天空中更有可能找到新行星进行识别和特征描述的位置的预测——而且第一次可以在同一系统中的星体之间比较行星。
“我们概述了这可能第一次被用来进行行星形成的比较研究的方法,在这一过程中我们有一个对照样本——即与第一个行星系统同时诞生的第二个行星系统,”赖斯说。
这项工作得到了多里特·霍夫莱特本科研究奖学金项目和海辛-西蒙斯基金会的支持。