世界不思議

天文學家發現了新行星出現的第一手證據


這張圖片是用非常大的球體望遠鏡獲得的,圖中是年輕的AB御夫座恆星周圍的圓盤,天文學家在這裡發現了行星誕生的跡象。在圓盤靠近中心的內部區域(明亮黃色的部分)是扭曲的,科學家們認為,這是行星形成的地方(來源:ESO/波卡萊蒂等人)。

如果恆星周圍存在獨特的扭曲氣體和塵埃盤,這表明新行星目前正在形成。圍繞一顆新形成的恆星的氣體和塵埃盤中的一個獨特的扭曲可能表明,一個新的行星目前正在系統中形成。這一研究結果是在巴黎科學與文學大學巴黎天文台的安東尼·博卡萊蒂領導下,由法國、比利時、美國和台灣的研究人員發現的,他們是發現這一事件的第一批天文學家。

在恆星生命的頭幾百萬年里,新生的恆星被密集的氣體和塵埃盤包圍。這些物質不會在周圍停留很長時間。在重力不穩定的情況下,它們會迅速崩潰,形成新的行星。天文學家現在已經很好地了解到了這一過程,但隨著這一過程的發生而展開的精確機制,至今仍未確定。

模擬證據表明,隨著恆星的發展,年輕的行星將激起密集的氣體波,當它們繞著宿主恆星運行時,這些氣體會扭曲成螺旋。一隻旋臂伸入恆星,另一隻旋臂向外擴張。這些物質為圓盤材料向行星聚集提供了路徑。然而,到目前為止,還沒有通過實際觀察收集到這些動態的證據。

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由歐洲南方天文台(ESO)操作的阿塔卡馬大毫米/次毫米陣列(ALMA)望遠鏡,在新形成的極光恆星周圍內盤的大間隙里觀察到了其中的兩個螺旋臂。正如模擬證據中所展示的,旋臂似乎連接到恆星外盤中的塵埃螺旋。

在他們的研究中,博卡萊蒂和他的同事將這些測量結果與在球體望遠鏡(VLT)中對AB御夫座恆星的最新觀測結果結合起來,ESO也有參與。與以前的觀察相比,球體測量能夠在近紅外範圍內檢測到遠光。

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利用這些數據,研究人員能夠用前所未有的細節製作AB御夫座恆星的圖像。在ALMA第一次發現的旋臂中有一個更扭曲的螺旋,這在以前的觀察中無法觀測到。但在密度波模擬時,他們發現這個扭曲幾乎可以完美地再現。

研究人員認為,他們的發現為新行星形成提供了強有力的證據,這是天文學家第一次看到這樣的過程。從觀測結果來看,他們估計這顆行星的質量是木星的4~13倍,與海王星到太陽的距離相似。

博卡萊蒂的團隊希望能夠更快、更詳細地觀察到這些現象,因此使用了39米超大望遠鏡(ELT),該望遠鏡於2025年開始運行,可以與ALMA和球體望遠鏡一起完成工作。該儀器還將幫助天文學家研究其他新形成的行星,可以使天文學家對行星形成的動力過程產生重要的新見解。

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