03.03 如果地球處在一個雙恆星系統,會是什麼樣的情景?

格倫菲爾


我們的太陽系只有太陽一顆恆星,它的質量佔據了太陽系可見物質總量的99.86%,是太陽系的絕對中心,所以其他的所有天體都在圍繞太陽運行,那麼太陽系如果有兩個太陽,會是什麼樣的景象呢?



其實在宇宙中,雙星系統和多星系統十分常見,反倒是像我們太陽這樣的單星系統要少一些。如果我們太陽系有兩個太陽的話,那麼太陽系的情況將會發生巨大的變化,具體還要看兩顆恆星的距離和自身的質量而定,並且運行的模式不一而足,非常複雜。


如果太陽之外的另一顆恆星是一顆紅矮星,其距離在海王星的位置之外,那麼對我們的地球將不會有大的影響?地球還會在如今的位置圍繞太陽運行,因為紅矮星的質量都很小,最多也不到太陽的一半,小的只有太陽的0.8%,而它的軌道又在海王星之外,比地球到太陽的距離遠得多,所以地球基本不會受到它的引力影響,還會像如今這樣圍繞太陽運行。

也許有的朋友不相信會是這樣的情景,其實我們看一看木星就知道了,木星的質量是地球的318倍,距離我們的地球在5.9到8.3億公里之間,我們的地球的運行基本不受木星的影響,而最小的紅矮星比木星大了80倍,但是它遠在45億公里外,比木星的距離遠得多,然而地球到太陽只有1.5億公里,而且太陽的質量更大,所以地球基本只會受到太陽引力的掌控,那麼也就只能圍繞太陽運行了。



其實不單是地球,小質量的紅矮星如果放到太陽系中,也是會圍繞太陽運行的,不過如果是質量超過太陽的1/3,那麼兩顆恆星運行的軌道將比較複雜,兩者會圍繞一個共同的質心運行,這個質心到太陽也會有一定的距離,這樣的話,太陽的運行就會有一定幅度的擺動,地球的軌道運行會受到一定的影響,因此會變得不穩定,這會影響到地球表面的生態平衡,有部分物種帶來災難,但是由於地球距離太陽足夠近,它仍然是會圍繞太陽運行下去的。


但是如果將質量相當於太陽1/3的紅矮星的位置放到了木星的位置,那麼地球的運行方式將會受到大的影響,雖然地球還會圍繞太陽運行,但是速度和軌道都會受到較大的影響,太陽圍繞共同質心的擺動速度會更大,不排除將地球甩出太陽系的可能,這樣的話,地球的生態環境將會完全破壞掉。

如果是一顆質量和太陽相等的恆星,那麼兩者將會互相圍繞繞行,即便另一個恆星在海王星的位置,地球也難以長期圍繞太陽運行,如果距離更近的話,那麼兩顆恆星就都不會有行星,原因和上面講的道理一樣。



如果另外一顆恆星比太陽的質量還大,那麼太陽圍繞共同質心運行的擺動幅度將更大,這樣的話,太陽也將很難再有行星存在。

而如果兩顆恆星距離較近,有一個大質量行星距離兩顆恆星都較遠的話,那麼這個行星有可能會以這兩顆恆星為質心圍繞運行,其軌道的穩定性也和兩顆恆星的質量和運行模式有關。


其實距離我們最近的恆星系統南門二就給我們提供了活生生的範例,其中南門二a和南門二b就是兩顆質量和太陽差不多的恆星,南門二a比太陽略大一點,南門二b比太陽略小一點,兩者的距離大約就是太陽到海王星的距離,目前還沒有在兩顆恆星的周圍發現行星,因為根據兩顆恆星的運行環境來看,其周圍很難有行星長期存在,不過天文學家認為,不排除在距離兩顆恆星非常近的區域中有小質量的類地行星存在。

而在兩顆恆星的外圍,距離它們約0.21光年遠的地方,與太陽系最近的恆星比鄰星正在圍繞這兩顆恆星運行,每運行一週至少需要50萬年,對比鄰星來說,這兩顆恆星就如同一個天體,而由於距離它們非常遙遠,比鄰星有著自己的行星比鄰星b,這個星球的質量和地球差不多,天文學家們甚至認為它是一顆宜居行星。


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