为什么在三星系统中寻找系外行星很重要?我们能在那里找到多少颗系外行星?这是天体物理学和空间科学最近接受的一项研究希望解决的问题，此前来自德克萨斯大学阿灵顿分校的两位研究人员调查了三颗恒星系统中存在系外行星的统计可能性。这项研究有可能帮助研究人员更好地了解三星系统的形成和演化，以及它们是否适合我们所知道的生命存在。

　　这项研究发表在arXiv预印本服务器上。

　　在这里，《今日宇宙》与曼弗雷德·康茨博士讨论了这项令人难以置信的研究，他是德克萨斯大学阿灵顿分校的物理学教授，也是这项研究的主要作者，关于这项研究背后的动机，最重要的结果，研究三星系统的重要性，以及在三星系统中发现外生命的可能性。

　　这项研究背后的动机是什么?

　　康茨博士告诉《今日宇宙》，“年龄和金属丰度(即重元素的数量=氢和氦以外的元素)是恒星的基本属性，这一说法适用于所有恒星。考虑到大多数恒星(不包括太阳)都是高阶系统的成员，对三恒星系统中的恒星的研究是对单恒星研究的自然延伸。”

　　在这项研究中，研究人员对三星系统的年龄和金属丰度进行了统计分析，根据过去的研究，共有27颗已确认的系外行星，每个系统中的系外行星数量从1到5颗不等。这个三星系统的年龄在2000万年到72亿年之间，误差范围在2000万年到72亿年之间。作为背景，我们的太阳估计有46亿年多一点的历史。

　　恒星系统的金属丰度，误差范围在-0.59和+0.56之间，这通常是根据铁与氢的比例(Fe/H)计算的，也可以用方程X + Y + Z=1计算，其中X是氢的比例，Y是氦的比例，Z是其他所有元素(即碳，氧，硅，铁等)。

　　这些值的范围在-4.5到+1.0之间，恒星显示0、-1、大于0和小于0，分别表示一颗恒星的铁含量与我们的太阳相等，铁含量是我们太阳的十分之一，金属含量比我们的太阳高，金属含量比我们的太阳少。

　　这项研究最重要的结果是什么?

　　“已经确定了两个非常重要的结果，”康茨博士告诉《今日宇宙》。“首先，三恒星系统中的恒星平均比位于太阳附近的恒星年轻得多。最合理的解释是可能存在双重选择效应，因为这些系统中拥有行星的恒星质量相对较高(它们在主序上花费的时间比低质量恒星少)，而三恒星系统中的行星可能长期轨道不稳定。

　　“这些恒星的金属丰度平均与太阳相似;然而，由于数据量有限，这一结果与之前的发现并不矛盾，即有行星的恒星往往富含金属，因为推断出的金属丰度分布相对广泛。”

　　到各自的三星系统的距离在4.3到1870光年之间，但27个三星系统中只有6个位于100光年之内。这六个三恒星系统包括半人马座阿尔法星(4.3光年)，印度Epsilon(11.9光年)，LTT 1445(22.4光年)，Gliese 667(23.6光年)，94 Ceti(73.6光年)和Psi1天龙座(74.5光年)，每个系统内的系外行星总数分别为3(2)，1,1,2(1)，1和1。

　　作为背景，截至2024年9月，我们宇宙中确认的系外行星系统总数超过4300个，其中包括近5800颗系外行星。

　　尽管拥有系外行星的三星系统数量很少，但研究三星系统的重要性是什么?

　　康茨博士告诉《今日宇宙》:“大多数恒星(不包括太阳)都是高阶系统的成员，尤其是双星系统，在不太常见的情况下，还有三恒星系统，甚至更高阶的系统。

　　“因此，研究由三颗恒星系统承载的行星是关注单颗恒星周围行星的标准方法的自然延伸。目前的研究集中在三恒星系统中恒星的一些特性上，三恒星系统也被认为有行星存在——这是一种相对罕见的环境。当前研究的重要性在于扩大我们对恒星-行星系统的总体理解。”

　　对于半人马座阿尔法星来说，系外行星比邻星b已被证实是类地行星(岩石)，半径和质量都与地球相仿，并在比邻星的可居住带(HZ)内运行，比邻星是构成半人马座阿尔法星三星系统的一颗恒星。

　　Gliese 667 Cc是唯一一颗在其恒星HZ内运行的类地系外行星，它的质量和半径都比地球大，因此被称为超级地球。

　　考虑到拥有系外行星的三星系统数量很少，而拥有在其HZ轨道上运行的类地系外行星的数量就更少了，那么在三星系统中发现系外生命的可能性有多大?

　　“我们唯一确定生命存在的星球是地球，”康茨博士告诉《今日宇宙》。然而，经过几十年的观察和理论研究，科学家们确信，几乎可以肯定地说，生命是真实存在的。这种说法也适用于三星系统中的行星。

　　“然而，这些行星通常会受到相对可变的环境强迫(例如，恒星成分接收到的辐射量变化)，这预计会降低高级生命形式的可能性，但仍然应该允许微生物，特别是极端微生物的生命。”

　　随着确认的系外行星数量的不断增加，确认的拥有系外行星的三星系统的数量也应该增加。当科幻小说迷读到多恒星系统时，他们几乎立即想到《星球大战:新希望》(Star Wars: A New Hope)中的标志性场景，卢克·天行者(Luke Skywalker)看着地平线上的两颗星星。

　　虽然塔图因适合人类和其他有趣的生命形式居住，但在现实世界中可能并非如此，正如比邻星b目前是距离地球100光年内唯一一颗在其HZ轨道上运行的类地系外行星所证明的那样。

　　因此，科学家们在寻找三星系统中的生命时应该施加哪些限制呢?我们是否应该研究它们的卫星，就像电影《阿凡达》(Avatar)描绘的那样，半宜居的卫星潘多拉(Pandora)围绕着半人马座阿尔法星系中一颗大得多的系外行星运行?有系外行星的三星系统真的像今天的统计数据显示的那么罕见吗?

　　“寻找地球以外的生命仍然是一个迷人的话题，”康茨博士告诉《今日宇宙》。“高度赞赏对正在进行和未来的空间任务的政治和社会支持。作为科学家，我们感谢世界各地纳税人的持续支持，尤其是在美国。”