雙星疑云

蛇尾三（ν Octantis），又名南極座ν，是一個緊密的雙星系統。它包含了一顆位于中央的主星——這是一顆質量為太陽1.57倍的亞巨星；以及一顆質量約為太陽0.57倍、亮度明顯更低的伴星。長期以來，天文學家并不清楚這顆伴星的確切性質。

在這個雙星系統中，兩顆恒星之間的平均距離非常接近，僅為地球與太陽距離的2.6倍（即2.6個天文單位）。科學家一直懷疑，該系統中存在一顆繞主星逆行運行、且軌道異常寬廣的系外行星，其位置大致處于兩顆恒星之間。

然而，這種結構與當前行星形成理論嚴重沖突，而且缺乏直接觀測先例，因此這顆系外行星的存在一直備受質疑。

近日，一個研究團隊通過新的觀測數據，進一步證實了這顆系外行星存在的可能性。他們還利用自適應光學成像技術獲得了一個關鍵發現：系統中的伴星其實是一顆白矮星。這一發現為這顆系外行星是如何在這樣一個系統中形成的提供了重要線索。

蛇尾三是一個雙星系統，包含了一顆亞巨星，一顆白矮星，以及它們之間的一顆系外行星。

研究結果已發表在近日的《自然》雜志中。

理論困局

在過去30年里，科學家已經在太陽系外發現了5000多顆系外行星。盡管這些系外行星在質量、半徑和軌道周期上差別各異，但它們往往具有一些共同特征：例如它們大多圍繞類太陽恒星運行，且軌道方向與恒星系統的自轉方向一致，并通常出現在單星系統中。

我們的太陽就是“獨來獨往”的單星系統，但宇宙中也有許多恒星屬于雙星系統，在這些系統中，兩顆恒星通過引力相互牽引，彼此繞轉。

當雙星之間的距離足夠大時，它們各自可以擁有行星系統；但在許多緊密雙星系統中，兩顆恒星相距較近，行星往往只能出現在更遠的軌道上，并以圍繞雙星整體運行的方式存在。

而蛇尾三則是一個極為反常的特例。早期的研究表明，蛇尾三中可能存在一顆軌道性質讓人難以理解的系外行星：它的軌道幾乎位于兩顆恒星之間的中間地帶，這在理論上通常會被認為是不穩定的。對此，科學家始終無法找到一個既符合觀測數據、又能保持長期穩定的軌道模型。

要想解答與蛇尾三有關的謎題，科學家迫切需要更多的觀測數據。

不尋常的尋常路徑

在新的研究中，研究人員使用位于智利的高精度視向速度行星搜索器（HARPS），對蛇尾三進行了近兩年的觀測。結果顯示，蛇尾三中主星的運動軌跡存在周期性擺動，這說明它受到一顆行星的引力擾動，從而確認了這顆行星的存在。

隨后，研究人員進行了一系列的模擬，發現若要讓這顆行星擁有穩定的軌道，唯一可能的方式是：它必須與雙星的軌道共處一個平面，并且沿著相反方向運行，也就是“逆行”。

但這也引出了另一個問題：這顆逆行行星是如何產生的？

我們知道，行星通常起源于原行星盤——圍繞在恒星周圍的塵埃和氣體盤，這種結構通常出現在恒星的早期階段，在其進入“主序星”階段之前時形成，并且旋轉方向與恒星一致。因此，在仍處于主序星階段的系統中，出現逆行的行星是極不可能的。

在新的研究中，研究團隊對蛇尾三進行了近紅外波段的高分辨率成像。按理說，這樣的成像技術應該能夠分辨出兩顆恒星，但結果卻未能探測到足夠明亮的伴星。這意味著，那顆伴星不可能是一顆“主序星”。

如此一來，白矮星成為唯一合理的解釋。當一顆太陽質量的恒星耗盡燃料時，其核心最終會坍縮成白矮星。

如果蛇尾三中的伴星是白矮星，那么就能為這顆行星的形成提供一個更為簡潔的解釋：當恒星演化為白矮星時，會噴射出大量物質。據估算，以蛇尾三中的白矮星為例，其噴發出的物質的質量約與太陽相當。因此，研究人員提出，這些物質中有一部分可能在主星周圍重新聚集，形成了一個“第二代原行星盤”。這類原行星盤可能會相對于雙星軌道方向逆向旋轉，因此在其中形成的行星，從誕生之初就可能擁有逆行軌道。

打破常規

這項揭示了一個引人注目的現象：即便是在雙星生命末期的復雜環境中，行星也依然可能形成并存活。傳統的行星搜尋工作往往避開這類系統，但蛇尾三的發現提示我們，這類系統可能遠比我們想象的更常見。

但研究人員也指出，適合行星穩定存在的雙星結構也許依舊罕見，而且科學家也尚不清楚，那些在恒星演化之后才形成的“第二代行星”，是否具備與早期形成行星相同的結構和性質。

因此，繼續尋找更多類似蛇尾三的系統，對于理解行星在極端環境中的誕生與演化至關重要，也將為我們重新定義“宜居”宇宙中的認知邊界。

#參考來源：

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09006-x

https://www.nature.com/articles/d41586-025-01445-w

#圖片來源：

封面圖&首圖：NASA/Goddard Space Flight Center