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在银河系的中心,我年轻漂亮的继坶中文版恒星越来越近,威胁着它们轨道上的行星

天文学与空间 2022-01-02 00:01:09

马特·威廉姆斯,《今日宇宙》 信用:Pixabay/CC0公共域 在我们银河系的中心是银河凸起,一个由恒星、尘埃和气体组成的密集区域

在这个跨越数千光年的巨大结构中,估计有100亿颗恒星,其中大多数是古老的红巨星

由于这种密度,天文学家们经常想知道星系凸起是否是一个可能发现有可居住行星围绕其运行的恒星的地方

本质上,紧密聚集在一起的恒星更有可能与其他恒星近距离相遇,这对围绕它们运行的任何行星来说都是灾难性的

根据哥伦比亚大学酷世界实验室的一项新研究,在10亿年的时间里,大部分膨胀的恒星将经历数十次近距离相遇,这可能对该地区的长期可居住性产生重大影响

这项研究由哥伦比亚大学国家科学基金会研究生研究员、酷世界实验室成员莫伊亚·麦克梯尔领导,即将发表在《皇家天文学会月报》上

教授也加入了她的行列

大卫·基平(酷世界实验室的创始人)和凯瑟琳·约翰斯顿,哥伦比亚大学的天文学主席和弗拉铁研究所计算天体物理中心的成员

简单地说,恒星近距离相遇在我们的星系中相对常见,大约每50,000年发生一次

当银河盘中的恒星围绕银河系中心运行时,它们各自的路径会导致它们偶尔彼此靠近

我们太阳系最后一次经历近距离恒星相遇大约是在70,000年前

此时,被称为肖尔茨星(WISE 0720-0846)的二进制系统通过了大约52,000个天文单位(0

25秒;0

82光年),扰乱了奥尔特云以及太阳系中彗星和小行星的轨道

这不是斯科尔斯之星第一次靠近我们的太阳系——大约80,000年前,它在离太阳约66,000-70,000天文单位的范围内经过

在很大程度上,这些相遇导致了长周期彗星和小行星被踢出奥尔特云——其中一些与地球相撞并导致灭绝级别的事件

然而,恒星的相遇会变得更近(接近约20,000澳大利亚),并对行星系统产生不利影响

这包括行星脱离恒星或轨道不稳定的可能性

正如麦克梯尔通过电子邮件向《今日宇宙》解释的那样:“恒星的近距离相遇会给行星带来危险的后果,但确切的结果取决于许多因素:所涉及的两颗恒星的质量比、它们移动的速度、接近的角度,当然还有相遇的距离

但总的来说,这些近距离相遇可能会将行星从它们的宿主恒星上撕裂,或者使它们的轨道不稳定,从而使它们在飞行多年后被甩出太阳系

根据最常见的标准,这两种情况都会导致一个星球不适合居住

" 在去年发表在《自然资源与环境》杂志上的一项研究中,一组瑞典天文学家发现,疏散星团中的类太阳恒星有25%的几率会因近距离飞越而失去其外行星

去年也发布了两项类似的研究(都是由荷兰莱顿天文台的天文学家领导的),发现14%的致密星团中的行星将在一千万年内从它们的恒星中消失

信用:欧空局 自然地,这就提出了一个问题:在星系凸起会发生什么,那里的恒星密度比银河系的圆盘要高得多

为了计算在凸起处近距离相遇的速度,莫伊亚和她的团队模拟了居住在那里的数百万颗恒星的轨道

然后,他们使用每颗恒星位置的解析密度剖面来估计发生的飞越次数

正如麦克梯尔指出的,这是一个耗时的过程,导致了一些有趣的发现:“我们发现80%的膨胀恒星应该每10亿年出现在另一颗恒星的1000个天文单位之内

一半的恒星在同一时间框架内有几十次这样的相遇

当你考虑更近的飞越时,遭遇率会下降,但是100 AU以内的遭遇仍然很常见

" 除了恒星近距离相遇的风险增加之外,位于星系凸起恒星周围的行星也面临着更大的“高能灭菌事件”的风险

“当密集星团中的恒星经历重力坍缩并爆炸成超新星时,就会发生这种情况,这将导致附近的恒星系统(及其行星)受到由此产生的伽马射线爆发和重(和放射性)元素释放的撞击

在过去的1100万年里,发生在近地空间的超新星与地球上突然出现的全球变暖、臭氧层损耗以及地表暴露于有害水平的太阳和宇宙辐射有关

对于聚集得更近的恒星来说,超新星会产生更大的影响,因为它们会越来越频繁地出现

难怪天文学家认为像我们这样的星系也有“可居住区”,位于星系凸起和旋臂之间

由于近距离接触和辐射的风险增加,凸起对生命来说是一个危险的地方,而旋臂由于恒星形成的速率更高,构成了更高的风险

除了他们研究的严谨性之外,麦克梯尔指出这也很重要,因为它为这一理论提供了额外的证明

“我们的结果是新颖的,因为我们采用了一种新的动力学方法来理解银河系的可居住性,但我们真的只是证实了天文学家已经知道的事情:这个凸起可能不是一个稳定的生命存在的地方,”她说

像这样的研究也可能对寻找可居住的系外行星产生重大影响,更不用说寻找外星智能了

通过了解生命最有可能在银河系可居住区(GHZ)内产生和进化,科学家们可以缩小他们的搜索范围,增加发现生命的几率

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