有史以来首次:难以捉摸的婴儿行星被发现正在塑造宇宙环

有史以来首次:难以捉摸的婴儿行星被发现正在塑造宇宙环

我们从未见过这样的情况。天文学家首次真正发现了一颗处于形成初期的行星,它在围绕新生恒星的尘埃盘中刻出了缝隙。此前对这类尘埃盘的观测显示存在缝隙,但塑造这些缝隙的天体一直难以被望远镜探测到。

新发现的这颗系外行星被命名为WISPIT – 2b,它的发现最终证实了长期以来关于行星如何形成和成长的理论。这对行星天文学来说,实际上是一个改变游戏规则的事件:现在科学家们可以完善他们的理论,并且确信这些理论是正确的。

亚利桑那大学的天文学家莱尔德·克洛斯表示:“已经有数十篇理论论文探讨这些观测到的尘埃盘缝隙是由原行星造成的,但直到今天才有人找到确凿的证据。”“这实际上在文献和天文学界引发了争议,我们看到了这些非常暗的缝隙,但却无法探测到其中微弱的系外行星。许多人怀疑原行星能否造成这些缝隙,但现在我们知道它们确实可以。”

恒星及其行星的诞生过程十分复杂。首先,寒冷分子云中的一个区域需要被压缩到足够程度,使得一个大而密集的结块在引力作用下坍缩,这就是恒星的种子,即原恒星。随着它的旋转,周围云团的物质由于角动量被挤压成一个盘,为不断成长的原恒星提供物质。

最终,原恒星变得足够大,其核心的压力和温度高到足以引发核聚变。与此同时,恒星风将内部的尘埃盘推离,使其脱离恒星引力的范围。剩余的尘埃盘继续围绕恒星运行,聚集在一起形成恒星的行星、小行星和彗星。

在这个聚集过程中,原行星盘中会出现缝隙,我们将其视为恒星周围的环。例如,阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列已经拍摄到许多这样的尘埃盘及其缝隙。但实际塑造这些缝隙的行星却很难被观测到。

处于形成阶段的行星富含热氢气,会发出大量被称为H – α的光。为了探测原行星盘中缝隙处的这种特征,一个国际科学家团队设计了MagAO – X,这是一种用于麦哲伦望远镜的自适应光学系统。

克洛斯说:“随着行星的形成和成长,它们从周围吸收氢气,当这些气体像来自外太空的巨大瀑布一样撞击行星表面时,会产生极热的等离子体,进而发出这种特定的H – α光信号。”“MagAO – X专门用于寻找落入年轻原行星的氢气,这就是我们能够探测到它们的方法。”

恒星TYC – 5709 – 354 – 1,现在也被称为WISPIT – 2,是一颗类似太阳的新生恒星,距离我们约434光年。此前的观测显示它周围有一个大尘埃盘,研究人员称其中有一个“极其巨大”的缝隙。他们使用MagAO – X研究了一系列恒星,直到对WISPIT – 2的观测才有所收获。

这一收获意义非凡。结合使用欧洲南方天文台甚大望远镜进行的近红外观测,研究人员得以确定这个仍在形成中的系统的一些关键特性。

原行星WISPIT – 2b是一颗气态巨行星,质量约为木星的五倍,位于那个极其巨大的缝隙中,距离其恒星约54个天文单位。这一距离是地球到太阳距离的54倍;作为参考,冥王星的轨道距离为40个天文单位。

研究人员表示,这是一项令人难以置信的发现,它揭示了我们太阳系在围绕一颗新生太阳形成时可能的模样。因此,它不仅能让我们深入了解一般的星系形成过程,还能让我们知晓银河系这个小角落是如何形成的。

荷兰莱顿大学的天文学家里歇尔·范·卡佩勒文说:“这是首次观测到形成环的嵌入式行星,为行星形成领域的研究人员提供了一个独特的机会,以更多地了解行星形成盘的物理特性——特别是它们的粘性,这是它们随时间扩散、传输物质和角动量的关键因素。”“这个系统很可能在未来许多年里都是一个基准。” 该发现已发表在《天体物理学杂志通讯》的两篇论文中。

评论

2 条对“有史以来首次:难以捉摸的婴儿行星被发现正在塑造宇宙环”的回复

  1. margaretaphelps

    “婴儿行星揭秘,宇宙之舞太美!”

  2. 匿名

    “婴儿行星揭秘,宇宙之舞令人惊叹!”

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