在距离太阳约63光年的地方,你会发现一颗相对年轻的恒星——英仙座β星。它只有2000万年的历史,周围环绕着非常活跃且形形色色的天体,包括气体和尘埃云,以及大量绕轨运行的彗星。
现在,研究人员对围绕这颗“婴儿星”运行的彗星群有了更多的了解。法国天文学家利用智利拉西拉天文台的精密仪器,分析了数百颗绕英仙座β星运行的系外彗星。他们发现了两种截然不同的彗星:一类是“老”彗星,它们多次经过太阳附近;另一类是年轻、粗糙的彗星,它们可能是行星分裂或碰撞的产物。
天文学家对英仙座β星的研究已近30年,记录了其光线随时间的细微变化。人们认为这些光线的变化表明有彗星从恒星前方经过。“当彗星经过时,会有一个彗尾吸收部分星光,”该研究的首席作者Flavien Kiefer告诉《大众科学》。“当星光被吸收时,就会影响光的光谱。”
Kiefer及其研究团队审查了1000多项关于英仙座β星周围光线变化的观测数据,这些数据由欧洲南方天文台位于智利的3.6米望远镜上的HARPS仪器捕捉。他们选择了一个包含493颗独立系外彗星的样本,有时甚至分析了它们多次经过恒星时的状况。
他们注意到彗星尾巴扭曲恒星光线的方式存在一些明显的差异,这揭示了彗星的物理性质及其起源。他们还观察到了彗星轨道上的差异。
“这两大家族表现不同,”Kiefer解释说。“一个彗星家族拥有各种各样的轨道。轨道有一定的取向,我们看到了这个家族各种各样的取向。而在另一个家族中,我们看到了一种特定的轨道形成。”
综合所有这些观测结果,研究团队得出结论,英仙座β星周围环绕着两种截然不同的彗星。第一类彗星更为古老和光滑,已经多次经过这颗恒星。它们多样的轨道表明有一颗行星在控制它们。这个天体很可能就是巨行星英仙座β星b。
第二类系外彗星则由更活跃的彗星组成,它们蒸发了大量的气体和尘埃,远超第一类彗星。许多彗星富含冰,但当它们靠近恒星时,这些冰会蒸发。由于第二类彗星仍在释放大量气体物质,这意味着它们比第一类彗星要年轻得多。
年轻彗星的统一轨道也揭示了关于它们起源的一个非常有趣的现象。这些系外彗星很可能是由一个更大的天体(可能是一颗行星)崩解的结果。现在,这个天体的碎片正处于一个掠过英仙座β星的轨道上。
所有这些发现都为揭示这个行星系统是如何在数百万年前形成的,以及我们的太阳系是如何形成的提供了线索。就像英仙座β星周围一样,我们的太阳系中也存在着许多不同类别的彗星,其中一些与研究中的彗星相似。“我们看到了与我们所知事物非常相似的天体。我们太阳系中的彗星被木星困在内部,”Kiefer说,他将它们与第一类系外彗星进行了比较。“这只是我们看到的众多相似行为中的一种。”
研究人员已将他们的工作发表在《自然》杂志上。