双星疑云

蛇尾三（ν Octantis），又名南极座ν，是一个紧密的双星系统。它包含了一颗位于中央的主星——这是一颗质量为太阳1.57倍的亚巨星；以及一颗质量约为太阳0.57倍、亮度明显更低的伴星。长期以来，天文学家并不清楚这颗伴星的确切性质。

在这个双星系统中，两颗恒星之间的平均距离非常接近，仅为地球与太阳距离的2.6倍（即2.6个天文单位）。科学家一直怀疑，该系统中存在一颗绕主星逆行运行、且轨道异常宽广的系外行星，其位置大致处于两颗恒星之间。

然而，这种结构与当前行星形成理论严重冲突，而且缺乏直接观测先例，因此这颗系外行星的存在一直备受质疑。

近日，一个研究团队通过新的观测数据，进一步证实了这颗系外行星存在的可能性。他们还利用自适应光学成像技术获得了一个关键发现：系统中的伴星其实是一颗白矮星。这一发现为这颗系外行星是如何在这样一个系统中形成的提供了重要线索。

蛇尾三是一个双星系统，包含了一颗亚巨星，一颗白矮星，以及它们之间的一颗系外行星。

研究结果已发表在近日的《自然》杂志中。

理论困局

在过去30年里，科学家已经在太阳系外发现了5000多颗系外行星。尽管这些系外行星在质量、半径和轨道周期上差别各异，但它们往往具有一些共同特征：例如它们大多围绕类太阳恒星运行，且轨道方向与恒星系统的自转方向一致，并通常出现在单星系统中。

我们的太阳就是“独来独往”的单星系统，但宇宙中也有许多恒星属于双星系统，在这些系统中，两颗恒星通过引力相互牵引，彼此绕转。

当双星之间的距离足够大时，它们各自可以拥有行星系统；但在许多紧密双星系统中，两颗恒星相距较近，行星往往只能出现在更远的轨道上，并以围绕双星整体运行的方式存在。

而蛇尾三则是一个极为反常的特例。早期的研究表明，蛇尾三中可能存在一颗轨道性质让人难以理解的系外行星：它的轨道几乎位于两颗恒星之间的中间地带，这在理论上通常会被认为是不稳定的。对此，科学家始终无法找到一个既符合观测数据、又能保持长期稳定的轨道模型。

要想解答与蛇尾三有关的谜题，科学家迫切需要更多的观测数据。

不寻常的寻常路径

在新的研究中，研究人员使用位于智利的高精度视向速度行星搜索器（HARPS），对蛇尾三进行了近两年的观测。结果显示，蛇尾三中主星的运动轨迹存在周期性摆动，这说明它受到一颗行星的引力扰动，从而确认了这颗行星的存在。

随后，研究人员进行了一系列的模拟，发现若要让这颗行星拥有稳定的轨道，唯一可能的方式是：它必须与双星的轨道共处一个平面，并且沿着相反方向运行，也就是“逆行”。

但这也引出了另一个问题：这颗逆行行星是如何产生的？

我们知道，行星通常起源于原行星盘——围绕在恒星周围的尘埃和气体盘，这种结构通常出现在恒星的早期阶段，在其进入“主序星”阶段之前时形成，并且旋转方向与恒星一致。因此，在仍处于主序星阶段的系统中，出现逆行的行星是极不可能的。

在新的研究中，研究团队对蛇尾三进行了近红外波段的高分辨率成像。按理说，这样的成像技术应该能够分辨出两颗恒星，但结果却未能探测到足够明亮的伴星。这意味着，那颗伴星不可能是一颗“主序星”。

如此一来，白矮星成为唯一合理的解释。当一颗太阳质量的恒星耗尽燃料时，其核心最终会坍缩成白矮星。

如果蛇尾三中的伴星是白矮星，那么就能为这颗行星的形成提供一个更为简洁的解释：当恒星演化为白矮星时，会喷射出大量物质。据估算，以蛇尾三中的白矮星为例，其喷发出的物质的质量约与太阳相当。因此，研究人员提出，这些物质中有一部分可能在主星周围重新聚集，形成了一个“第二代原行星盘”。这类原行星盘可能会相对于双星轨道方向逆向旋转，因此在其中形成的行星，从诞生之初就可能拥有逆行轨道。

打破常规

这项揭示了一个引人注目的现象：即便是在双星生命末期的复杂环境中，行星也依然可能形成并存活。传统的行星搜寻工作往往避开这类系统，但蛇尾三的发现提示我们，这类系统可能远比我们想象的更常见。

但研究人员也指出，适合行星稳定存在的双星结构也许依旧罕见，而且科学家也尚不清楚，那些在恒星演化之后才形成的“第二代行星”，是否具备与早期形成行星相同的结构和性质。

因此，继续寻找更多类似蛇尾三的系统，对于理解行星在极端环境中的诞生与演化至关重要，也将为我们重新定义“宜居”宇宙中的认知边界。