天文学家首次明确探测到系外行星周围的卫星形成盘

法国格勒诺布尔大学（Grenoble Alpleri Üniversitesi）和智利大学的博士后研究员米里恩· 贝尼斯蒂（Myriam Benisty）领导的研究团队使用与欧洲南方天文台合作的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（Atacama Large Millimetre / submillimeter Array）射电望远镜，首次明确检测到系外行星周围存在一个圆盘。 观测结果将为年轻恒星系统中卫星和行星的形成方式提供新的线索。

贝尼斯蒂表示：我们的工作清楚发现一个可能正在形成卫星的星盘。 在精细的分辨率下我们可以清楚地确定该圆盘与行星有关，并且我们第一次能够知到它的大小限制。

这种星盘称为环行星盘（circumplanetary disk），它围绕着PDS 70c这颗系外行星。 这是两颗类木星的巨大行星之一，围绕着一颗距地球四百光年的恒星运行。 天文学家之前曾在这颗系外行星周围发现过卫星形成圆盘的迹象，但由于他们无法清楚地区分圆盘与周围环境，因此他们无法确认它的存在，—直到现在才能检测得到。 该圆盘的直径与我们太阳到地球的距离大致相同，并且质量足以形成多达三颗月球大小的卫星。

结果不仅是找出卫星如何产生的关键，这些新的观测对于证明至今为止无法测试的行星形成理论也非常重要。

行星在年轻恒星周围的尘埃盘中形成，当它们从这个星周盘中吞噬物质以生长时，它们会形成空腔。 在这个过程中，一颗行星可以获得自己的环行星盘，通过调节落到行星上的物质数量来促进行星的生长。 同时，环行星盘中的气体和尘埃可以通过多次碰撞聚集成越来越大的天体，最终导致卫星的诞生。

到目前为止，已经发现了四千多颗系外行星，但它们都是在成熟的系统中发现的。 PDS 70b和PDS 70c形成一个让人联想到木星-土星的一对系统，是到今为止发现的仅有的两颗系外行星，正在形成过程中。 因此，该系统提供了一个独特的机会来观察和研究行星和卫星的形成过程。

组成该系统的两颗行星PDS 70b和PDS 70c分别于2018年和2019年首次使用欧洲南方天文台的甚大望远镜发现，它们的独特性质意味着它们已被其它望远镜和仪器多次观测
到。

最新高分辨率观测现在使天文学家能够进一步了解该系统。 除了确认检测到PDS 70c周围的环行星盘并研究其大小和质量外，他们还发现PDS 70b没有显示出这种盘的明确证据，这表明它在PDS 70c的诞生环境中缺乏尘埃物质。

【图、文：节译自欧洲南方天文台2021年7月22日新闻公布】研究全文将会刊登在2021年7月22日出版的《天体物理学快报》

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