“恒星飞掠”会在新形成的行星系统上留下了永久的印记

UX Tauri、RW Aurigae、as205、Z CMajoris和FU Orionis有什么共同之处呢？

其实，它们都是年轻的恒星系统，有着可以形成行星的圆盘。但是，这些圆盘似乎在最近受到了 . 恒星飞掠或其他近距离接触的干扰。天文学家想知道：这些事件是否破坏了行星在盘中的形成？它们做什么？这在其他系统中也会发生吗？而且，我们自己的太阳系在年轻的时候是否也经历过一次奇怪的相遇吗？

上图：FU Orionis 双星系统中两颗恒星中的一颗的概念图，周围环绕着一个吸积的物质盘。

实际上，一些答案就在于格勒诺布尔阿尔卑斯大学的天文学家尼古拉斯·库洛（Nicolás Cuello）所做的一项研究中，他领导了一个研究恒星飞掠作用的团队。在最近的一篇论文中，他们讨论了这些系统所经历的过程。他们检查了任何给定圆盘经历飞越/遭遇的可能性，并对遭遇的类型进行了分类。该团队还研究了一组圆盘，以了解在每种类型的相遇过程中会发生什么，并研究了飞掠对其他系统中行星形成的影响。最后，他们研究了我们自己的太阳系可能经历过的恒星飞掠的可能线索。

入侵警报！圆盘受到攻击！

这一切都始于恒星在气体云和尘埃云中诞生之时。这个过程产生的大量炽热的年轻恒星聚集在一起。随着时间的推移，其中一些集群会消散。当恒星离开星系巢时，它们可能会靠近其他星系，从而破坏行星形成盘（圆盘）。天文学家尼古拉斯·库洛和他的团队得出的结论是，近距离接触会在它们进化的某个点上搅动甚至扰乱这些圆盘。

上图：FU Orionis 及其相关星云。星云很可能被飞掠破坏了，而变亮是该事件的影响之一。

天文学家尼古拉斯·库洛说：“恒星的飞掠和相遇发生得比以前更频繁了。这些可能发生在恒星非常年轻的时候（不到100万年），周围有形成行星的圆盘。这些圆盘受到附近恒星的引力摄动的严重影响，它改变了行星形成时的初始条件。这就是为什么我们的模型中必须要考虑到它。”

据尼古拉斯·库洛说，这种飞掠并不罕见。他说：“我想说，至少有一半的恒星和它们的盘受到了飞越的影响/塑造。需要强调的一个重要方面是，这种扰动的概率会随着时间的推移而减少，但绝不会趋于零。因此，即使是更进化的恒星（周围有行星系）在其一生中也会经历一次飞掠。在这种情况下，一些行星可能最终会相对于行星系统的其余部分偏离轨道，甚至被扰动的恒星捕获。”

一次恒星飞掠能造成多大的破坏？

在典型的恒星形成区域，距离很重要。大多数具有原行星盘的恒星都经历过近距离飞越 —— 在1000个天文单位以内。这相当于太阳到太阳系奥尔特云距离的一半。其中一些相遇真的会扰乱圆盘。例如，如果一颗入侵星在穿透圆盘的抛物线轨道上以前进的方向运行，它可以造成足够的破坏，以改变圆盘的形状。有时，入侵者的破坏甚至会造成第二个材料盘的形成。

事实上，这就是猎户座发生的事情。由于一次近距离的恒星飞掠穿过了它的圆盘，猎户座FU似乎在大约一年的时间里变亮了1000倍。而且，这种破坏在其他年轻的系统中也很明显。

上图：在散射光中显示了被恒星飞掠干扰的候选飞掠物图集。

在一些碰撞中，圆盘会经历所谓的“潮汐截断”。这样可以减少圆盘80%的质量。这对行星的形成产生了灾难性的影响，因为这种碰撞减少了形成原行星所需的物质。这样的飞掠也可能产生尘埃陷阱。理论上，如果有足够的时间，这些地方可能是小行星生长的地方。

在某些情况下，近距离飞掠可以分散系统内的行星，甚至弹出一个行星。那些留下来的可能会被移动到类似冥王星偏心的轨道，并与系统平面错位。（需要明确的是，冥王星的奇怪轨道并不是由于飞越造成的。更有可能是海王星和其他巨大行星的引力影响形成了它的奇怪轨道。）

恒星飞掠和我们的太阳系

我们的太阳系在形成过程中是否也经历过恒星的飞掠呢？尼古拉斯·库洛和他的同事在他们的论文中探索了这种可能性。在我们的诞生云内或离我们很近的地方，这种相遇可能塑造了太阳星云。最终，这将对圆盘的大小和质量产生影响。很难知道这种情况发生过多少次，但值得注意的是，太阳诞生的原太阳系星云保持着相当圆形的形状，而大多数行星都沿着相当圆形、规则的轨道运行。

上图：正在形成的早期太阳系的概念图。 恒星飞掠可能有助于塑造行星的诞生云。

然而，尼古拉斯·库洛和他的团队得出结论，太阳系的轨道排列可能会影响海王星外天体的分布（海王星之外的区域，冥王星的轨道）。也有可能一颗或多颗恒星穿过并扰乱了奥尔特云。天文学家发现了一些他们正在研究的候选者，看看这个假设是否成立。

当然，我们的太阳系在其漫长的历史中也经历了其他更近的遭遇。例如，舒尔茨星（ScholzStar）被认为在大约 70000 年前穿过了奥尔特云。目前，这颗双星距离我们大约 22 光年。这条通道似乎没有影响任何行星的轨道，但它可能对奥尔特云中被喷射到围绕太阳的长周期轨道上的物体的数量有很小的影响。尽管如此，它仍然是一个有用的例子，表明一颗经过的恒星会对一个行星系或原行星盘产生影响。

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