蘭開夏大學的研究人員發現，行星在雙星系統的外部區域比在孤立恆星周圍的軌道上更容易出現。這一結論與數十年來對這些混亂環境的繁殖能力的科學懷疑相矛盾。這項研究使用電腦模擬來模擬原行星盤、氣體和塵埃雲，其中的世界是在成對的年輕恆星周圍誕生的。
該研究的主要作者馬修·蒂斯代爾解釋說，兩顆恆星的接近創造了一個“禁區”，強烈的引力阻止了任何行星的形成。然而，在這個危險區域之外，情況則完全相反。英國大學天文物理學教授、合著者迪米特里斯·斯塔馬特洛斯表示，“一旦克服了危險區域，行星就會迅速大量形成。”
雙星周圍的圓盤如何運作
雙星系統中的原行星盤在每個區域的行為都不同。在兩顆恆星附近，引力湍流使物質不可能聚集成行星體。隨著距離的增加，混沌力顯著減少。然後，圓盤可能會達到重力不穩定的狀態，在這種現像中，物質變得如此緻密，以至於在自身重量的作用下碎裂。這種機制觸發了多個行星的加速形成，尤其是類似木星的氣態巨行星。 「在雙星附近，行星的形成太過劇烈，」蒂斯代爾總結道。 “但當我們距離更遠時，圓盤就成為行星形成的理想環境。”
在這些地區創造的世界的命運
並非所有雙星系統中產生的行星都保持在穩定的軌道上。這些環境的引力複雜性可以完全彈出一些世界，將它們變成在星際空間中獨自漂流的流浪行星。然而，其他行星則設法將自己建立在圍繞這對恆星的軌道上，即所謂的環雙星行星。迄今為止，天文學家已對 50 多顆同時繞兩顆恆星運行的系外行星進行了編目。其中一些佔據了較寬的軌道，與主恆星保持著很大的距離，正如模擬預測的那樣：
- 已發現的繞雙星行星超過50個
- 大多數佔據遠離兩顆主恆星的軌道
- 有些是氣態巨行星，與理論預測一致
- 現代儀器現在可以檢測這些系統
- 最近的發現驗證了過去十年的計算模型
對塔圖因這樣的世界的影響
這項研究為尋找具有與《星際大戰》系列中盧克天行者的星球類似的虛構特徵的系外行星開闢了新的視角。研究人員表示，像塔圖因這樣繞兩個太陽的世界可能「比我們想像的要少得多」。幾十年來，科學界一直認為雙星系統對行星來說是充滿敵意且不太可能的環境。現在，模擬顯示外部區域的情況恰恰相反。這種觀點的變化可以解釋天文學家在最近的觀測資料中發現環雙星系外行星的頻率。
能夠觀察碎片的技術
這項研究成果為高精度天文觀測開闢了新途徑。位於智利的 ALMA（阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列）等強大的儀器具有足夠的靈敏度來探測雙星周圍的原行星盤。詹姆斯韋伯太空望遠鏡已經投入使用，可以分析這些圓盤的化學成分和結構。很快，正在建造的極大望遠鏡將使天文學家不僅能夠觀察這些行星形成盤，而且有可能近乎即時地目睹引力碎片的過程。這些觀測能力代表了理解奇異環境中行星形成的質的飛躍。
這項研究於 4 月 27 日發表在世界上最負盛名的天文學出版物之一《皇家天文學會月刊》上。這項工作包括雙星系統生命的頭一百萬年中發生的動態過程的詳細模擬。 Teasdale 和 Stamatellos 與其他研究人員合作，透過多種計算技術以及與現有觀測資料的比較來驗證結果。國際天文學界已經開始討論這些發現對未來觀測計畫和搜尋系外行星的影響。