双行星系统在哪里

二元行星是指两个质量相当的行星围绕着它们的质心旋转的系统，就像一个双星系统一样，只是它们的质量都比恒星小得多。这样的系统在太阳系中是不存在的，但是在外星系中已经发现了一些例子，比如Kepler-16b和Kepler-453b。这些行星都是围绕着双星系统公转的，也就是说，它们是三体系统的一部分。那么，是否存在只有两个行星组成的二元行星系统呢？如果存在，它们是怎么形成的呢？

二元行星的形成机制

要回答这个问题，我们需要先了解行星是怎么形成的。目前，最普遍的行星形成理论是核吸积理论，它认为行星是在一个围绕年轻恒星的原行星盘中逐渐长大的。原行星盘主要由氢、氦和一些微小的冰和尘埃粒子组成，这些粒子会通过静电力和重力相互吸引，形成越来越大的固体物体，称为行星胚胎。行星胚胎会继续吞噬周围的物质，直到达到一定的质量，然后它们会开始吸收气体，形成气态巨行星，或者保持岩石行星的状态。

但是，这个理论并不能解释所有的行星形成情况，特别是一些质量很大、轨道很偏心的行星，比如HD 106906 b。这些行星可能是通过另一种机制形成的，称为引力不稳定理论。这个理论认为，在一些原行星盘中，由于温度、密度或者旋转速度的不均匀，会产生一些局部的密度波动，这些波动会被自身的重力放大，最终导致原行星盘的碎裂，形成一些质量很大的气团，这些气团就是行星的原型。这种形成方式比核吸积理论更快，更适合解释一些距离恒星很远的巨行星。

那么，二元行星是通过哪种机制形成的呢？最新的研究论文提出了一个可能的答案：二元行星是通过引力不稳定理论形成的，但是在形成过程中，由于潮汐耗散的作用，导致了两个行星的轨道收缩，形成了一个紧密的二元系统。潮汐耗散是指当一个物体受到另一个物体的引力的影响时，它的形状会发生变化，从而产生一些内部的摩擦和热量，这些摩擦和热量会使得物体的能量减少，从而使得它的轨道发生变化。在地球上，我们可以看到潮汐耗散的一个例子就是月球，它的轨道正在缓慢地远离地球，同时它的自转速度也在减慢，最终会与地球的公转速度同步，也就是说，月球的一面永远朝向地球。

在二元行星的形成过程中，潮汐耗散的作用是这样的：当两个行星在原行星盘中相互靠近时，它们会受到对方的强烈的引力，从而产生潮汐变形，这些变形会导致它们的能量损失，从而使得它们的轨道收缩，形成一个紧密的二元系统。这个过程需要满足一些条件，比如两个行星的质量要相当，它们的初始轨道要足够接近，它们的潮汐耗散率要足够高，等等。如果这些条件不满足，那么两个行星可能会相互碰撞，或者被其他的行星或恒星扰动，从而破坏二元系统的稳定性。

二元行星的特征

为了验证这个理论，论文的作者进行了一系列的数值模拟，模拟了不同的初始条件下，二元行星的形成概率和特征。他们发现，这种形成机制是相当有效的，平均而言，每个模拟系统中有14.3%的概率形成二元行星。他们还发现，二元行星的一些物理参数，比如半长轴、偏心率、质量比和形成时间，都有一定的分布规律，这些规律可以为未来的观测提供一些参考。例如，他们发现，质量比一般在0.5到1之间，形成时间一般在10万到100万年之间。

这些特征可以帮助我们区分二元行星和其他类型的行星，比如行星卫星。行星卫星是指围绕着一个行星的卫星，这些系统的特点是，它们的质量比一般很小，比如0.01到0.1。因此，如果我们观测到一个质量比很大，半长轴很小的行星系统，那么它很可能是一个二元行星系统。