来源：哔哩哔哩
2023-04-23 04:08:21
保罗·萨特（Paul Sutter）是的里雅斯特天文台的研究员和俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理中心的访问学者。萨特也是播客“询问太空人”和“真实空间”的主持人，以及YouTube系列 "太空在你面前 "的主持人。他为Space.com的专家之声提供了这篇文章。
谁不喜欢在观看双重日落时进行一次愉快的小野餐，就像第一部 《星球大战》电影早期在塔图因出现的那样？但是，在一个多恒星系统中是否有可能存在一颗行星，更不用说能够支持我们已知的生命所需的条件——液态水、不太厚的大气层、稳定的恒星动力学等等？嗯，也许吧。
多种多样可供选择的系统
行星可以存在于多种恒星系统中。天文学家甚至已经观察到了它们。以开普勒 47c为例，这颗行星的质量是地球的五倍，处于一个非常类似地球的轨道上。唯一不同的是，该系统的中心不是一颗恒星，而是有两颗。所以联系当地的旅行社，你就可以重现那个标志性的电影时刻（两个太阳的日落），只是别忘了穿上宇航服。开普勒-47c并不完全能够支持生命，因为它很可能是一颗气态巨行星。
(资料图片仅供参考)
天文学家并不确定多恒星系统周围的行星有多普遍。公平地说，我们不确定行星在任何地方有多普遍，但这似乎只是众多行星的一面：仅在银河系就有一千亿颗行星，其中有几十亿颗适合生命。
但你不能随心所欲地把行星扔到任何地方，尤其是在多恒星系统中。和往常一样，关键点在于重力。
被重力吸引
我们通常认为引力是很容易建立的，只要两个物体互相吸引。向下扔东西，它就会掉下来。发射火箭，它却不会往下掉。不要靠近黑洞，是因为潮汐力。这是那个带着有趣的假发的死人（牛顿）很久之前就发现的定律。
当只是两个事物相互作用的时候，引力确实很容易。一颗行星加上一颗恒星，这是最好的系统。它是如此简单，你甚至可以写下可能轨道的数学解决方案和各种各样的稳定配置。但是加入另一颗星？或者第三颗？情况就变得......棘手了。轨道的稳定性并不是必然的。数学方面呢？只要看看亨利·庞加莱（Henri Poincare，混沌理论之父）的照片就知道了，他是最早尝试解决多个物体共同运行问题的人之一。看着他的眼睛，告诉我这不是一张凝视着数学地狱深处的人脸，勉强靠着他的一点未受损的理智而存活下来。
我并不是说这是不可能的： 如果你有足够的观察力，你可能已经注意到，我们自己的太阳系包含两个以上的天体。我们的系统在数十亿年前没有分崩离析，因为有一个等级制度。换句话说，每颗行星、卫星、小行星或任何天体都被一个且只有一个角色所支配。
例如，地球非常在乎太阳的引力，但不在乎木星的引力，而木星也有同样的感觉。月球非常在乎地球，但不关心太阳或谷神星。以此类推。每一种互动基本上都是一对一的。因此，所有的行星都得到了稳定的小轨道，可以持续数十亿年。如果你打破这个等级制度，比如说，把木星塞进内部系统，或者把它膨胀到10倍的质量，它的引力将开始与太阳竞争，等级制度将被打破，太阳系也将被打破。
所有这些重力问题意味着，如果多恒星系统周围的行星想要留住，它们只有几个轨道选择。大多数潜在的轨道是不稳定的：即使是最微弱的恒星风也有可能把它们完全逐出系统或撞上另一个天体。为了使一个行星系统成为长期的家园，行星有两种选择：要么确保一颗恒星的引力完全支配另一颗恒星，要么确保它们的引力效应相等。
而这只是针对双星系统而言，更不用去讨论多星系统。
两颗恒星的舞蹈
以开普勒 47c为例：这两颗恒星非常紧密地围绕着对方运行，而行星本身却在相当远的地方。事实上，远到从引力上看，这颗行星甚至不在乎有两颗恒星——对这颗行星来说，系统的中心看起来就像一颗恒星，它是两个太阳的质量总和。行星轨道稳定性得以实现。
另一种可能的配置是，行星只围绕一颗恒星运行，而另一颗恒星离得足够远，或者足够小，对它没有影响。围绕两颗恒星的八字形模式在技术上是可能的，但是请不要屏住呼吸去寻找。真正的混沌轨道——以稳定的方式重复相同模式运行两次，也将是极其罕见的，尽管它们可能很有趣。
因此，我们可以在双星系统中找到行星，尽管它们可能比单星周围的行星更罕见。但是宇宙中有成堆的双星，所以即使其中有极小比例的双星拥有行星，也会有很多行星。
双子星系统中的生命
对这样一颗行星的天气和生命的前景意味着什么？这就有点难说了，因为很难对任何地方的生命的可能性做出一般性的、笼统的陈述，更不用说在这些类型的双星系统中。相反，最好是详细检查每个真实的或想象的系统。
虽然双星系统肯定有一个宜居带，在那里，液态水有可能存在于行星的表面，但生命可能会发现很难获得一个立足点。像我们的朋友开普勒 47c那样，同时围绕两颗恒星运行，会使生命变得非常隐晦，轨道偶尔会把行星带出宜居带。经常性的冰冻对生命并不友好。
在一个双星系统中只围绕一颗恒星运行？好吧，有时你的天空中会同时出现两个太阳，这可能会让人觉得有点热。但有时，行星的每个面上都有一个太阳，这会毁了整个夜晚。而且不要忘记双倍的紫外线辐射和恒星耀斑哦！
在这样不稳定的古怪力场、还有辐射的情况下，很难想象复杂的生命会以它所需要的哪种规律进化。但值得庆幸的是，大自然并没有因为我们缺乏想象力而受到限制，所以谁知道宇宙中有什么呢!
关于作者
保罗·M·萨特是纽约州立大学石溪分校和纽约市Flatiron研究所的一名天体物理学家。保罗于2011年在伊利诺伊大学厄巴纳·香槟分校获得物理学博士学位，并在巴黎天体物理研究所工作了三年，随后在意大利的里雅斯特获得研究奖学金。他的研究集中在许多不同的主题上，从宇宙中最空旷的区域到大爆炸的最早时刻，再到寻找第一批恒星。作为一名“星际特工”，保罗几年来一直热衷于让公众参与科学推广活动。他是广受欢迎的 “询问太空人（Ask a Spaceman）！”播客的主持人，是《你在宇宙中的位置》和《如何在太空中死亡》的作者，他经常出现在电视上——包括天气频道，他是该频道的官方太空专家。
原文网址：Is Life Possible Around Binary Stars? | Space
