乌克兰天文学家在另一颗恒星周围发现五颗系外彗星

当彗星靠近太阳时，这是地球上罕见的壮观景象。然而，我们的太阳系充满了这些小块冰，它们在遥远的奥尔特云中与太阳相距很远。鉴于彗星在这里无处不在，天文学家认为其它行星系统也同样有彗星存在。

位于基辅的乌克兰国家科学院主天文台（Main Astronomical Observatory）的天文学家利用凌日系外行星巡天卫星（Transiting Exoplanet Survey Satellite）数据发现五颗新的系外彗星（exocomet）围绕太阳以外的恒星运。他们还独立证实其他研究人员先前发现的少数系外彗星。

在我们的太阳系中，彗星作为过去的遗迹，为地球及其邻近行星如何形成的化学提供线索。它们也是地球故事的一个特别重要的组成部分，因为人们认为彗星给地球带来了水，为我们的星球爆发出生命奠定基础。

麻省理工学院的物理学家安德鲁·范德伯格（Andrew Vanderburg）说：「我认为系外彗星令人兴奋和重要，原因与我们自己的太阳系中的彗星很重要一样。」他虽然没有参与这项新发现，但是彗星显然在我们太阳系的发展中发挥了重要作用，我们怎能不了解其它行星系统的彗星呢？

这些新发现的系外彗星围绕著绘架座一颗名为老人增四（β Pictoris）的恒星旋转，它距离地球只有六十五光年，从宇宙的角度来看是相当近。老人增四比太阳年轻得多，与太阳系的四十五亿年相比只有一千到四千万年的历史。这颗恒星拥有一颗比木星大十一倍的气态巨行星（称为：老人增四 b，β Pic b）和一个直径近六百五十亿公里，称为行星盘的巨大尘埃盘。

行星盘代表行星形成盘的老年时代，尘埃和气体形成行星的后期阶段。这些行星盘通常是混乱而暴力的地方，大块的岩石和原行星四处飞舞并相互碰撞。这就是外彗星的用武之地。在像老人增四这样的年轻行星系统中，彗星更频繁地靠近它们的恒星，因为在天体进入最终位置之前，行星盘中的一切仍在变动。

事实上，这个发现不是第一次在老人增四周围看到外彗星，凌日系外行星巡天卫星在2019年已经第一次检测到，早期的研究推断老人增四实际上有两组不同性质的系外彗星。新的系外彗星增加凌日系外行星巡天卫星及其前身开刻卜勒（Kepler）太空望远镜在多颗恒星周围发现的越来越多的系外彗星。尽管这些太空望远镜并不是第一次以某种形式发现示外彗星，但它们是第一个通过凌日法直接探测到它们。

当彗星从前面经过时，我们从恒星看到的光量会出现小幅下降。2017年首次在刻卜勒数据中发现，彗星凌日比系外行星凌日更陡峭，更不平衡，部分原因是彗星的长尾巴。凌日法揭露系外彗星有多大，而其它发现方法可以测量彗星的速度和轨道。结合起来，所有这些资料可以更全面了解外彗星的情况，它们是如何诞生的以及它们是如何变化。在许多不同的恒星周围建立一个庞大的示外彗星凌日目录，使天文学家能够发现数据中的模式，从而可能揭开由行星形成过程引起的趋势。

台湾中央研究院天文与天体物理研究所博士后研究学者马恩迪（Jonathan Marshall）解释：「希望这次新的系外彗星发现浪潮能够揭开出意外变暗，称为小北斗星的恒星，这些恒星发出的光会波动，与天文学家在老人增四周围看到的非常相似，但下降的频率较低，而且幅度更大。小熊座的小北斗星也更远，即使不是完全不可能，天文学家也很难拍摄照片以进一步调查变暗的原因。使用老人增四系统作为样板为我们提供另一个示例，位于太阳系之上，可以应用于小北斗七星，以推断那些更极端的外彗星系统的内部运作，」

系外彗星甚至可以为KIC 8462852莫名其妙的变暗提供解释。KIC 8462852以发现者、美国路易斯安那州立大学的天体物理学家蒂碧莎·苏珊·博雅健（Tabetha Suzanne Boyajian） 的名字而称为「博雅健之星」。当时一个牵强的假设，认为这种变暗可能是外星巨型结构的第一个迹象时，这颗恒星声名鹊起。博雅健自己觉得这个解释比较自然，但还没有确定一个解决方案。她说：「我们仍在研究能够解释这颗恒星的所有数据的模型，”在我看来，系外星彗星仍然是最好的理论，但仍有很多悬而未决的问题我们没有很好的答案。」

如果能够发现更多系外彗星，就有可以得到一个结论，那就是它们绝对常见。天文学家预计凌日系外行星巡天卫星将来会发现更多系外彗星。范德伯格指出，凌日系外行星巡天卫星的力量来自它能够一次观测数百万颗恒星的能力，这是一种在天空中寻找系外彗星的方法，比逐颗筛选恒星要有效得多。期待已久已经发射升空的韦伯太空望远镜也能够为系外彗星提供新的见解。

【图：美国太空总署；文：节译自科学的美国人网页】研究全文刊登在2022年4月份出版，第660卷《天文学与天体物理学报》；标题是：New exocomets of β Pic

KIC = Kepler Input Catalog = 刻卜勒输入星表， 收录来自克卜勒光谱分类计划（Kepler Spectral Classification Program）和刻卜勒太空望远镜观测的约1,320万颗恒星数据库

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