歐洲南方天文臺首次直接觀測到行星誕生:塵埃和氣體呈螺旋狀旋轉

歐洲南方天文臺首次直接觀測到行星誕生:塵埃和氣體呈螺旋狀旋轉

圖片來源:ESO/Boccaletti et al.

天文學傢們利用歐洲南方天文臺(ESO)的甚大望遠鏡(VLT)觀測到一個恒星系統誕生的跡象。在年輕的AB Aurigae星的周圍,存在著一個由塵埃和氣體組成的致密圓盤,天文學傢在其中發現瞭一個突出的螺旋結構,它的“扭曲”標志著一顆行星可能正在形成的位置。這一觀測到的特征可能是第一個“嬰兒”行星存在的直接證據。

法國巴黎聖日耳曼大學的Anthony Boccaletti領導瞭這項研究,他說:“到目前為止,已經發現瞭數千顆系外行星,但它們是如何形成的,我們知之甚少。”天文學傢們知道,行星誕生於圍繞年輕恒星的塵埃盤,如AB Aurigae,因為冷氣體和塵埃聚集在一起。ESO的VLT觀測結果發表在《天文學與天體物理學》雜志上,為科學傢更好地理解這一過程提供瞭重要線索。

“我們需要觀察非常年輕的系統來真正捕捉行星形成的時刻。”Boccaletti說。但到目前為止,天文學傢們還無法對這些年輕的盤狀星雲進行足夠清晰和深入的成像,從而找到一個“扭曲”,這個“扭曲”標志著一顆年輕的行星可能即將誕生的地點。

這些新影像的特征是,在距地球520光年的禦夫座星座上的AB Aurigae周圍,塵埃和氣體呈螺旋狀旋轉。 天體物理學傢的伊曼紐爾·迪·佛爾科(Emmanuel Di Folco)解釋說,這種類型的螺旋信號表明存在“嬰兒”行星,它們“踢”瞭氣體,“以波的形式在碟片上產生瞭幹擾,有點像湖上的小船的尾波。” 法國波爾多實驗室(LAB)也參與瞭這項研究。

當行星繞中心恒星旋轉時,該波被成形為螺旋臂。在這張AB Aurigae新圖像的中心附近,有一個非常亮黃色的“扭曲”區域,距離恒星的距離與海王星離太陽的距離大致相同,是研究小組認為形成行星的擾動點之一。

幾年前,阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA, ESO是其合作夥伴)對AB Aurigae系統進行的觀測,首次為圍繞該恒星正在形成的行星提供瞭線索。在ALMA圖像中,科學傢們發現瞭靠近恒星的兩個旋臂氣體,位於圓盤的內部區域。

然後,在2019年和2020年初,Boccaletti和一組來自法國、中國臺灣、美國和比利時的天文學傢開始通過ESO位於智利的VLT上的球體儀器轉向恒星來捕捉更清晰的圖像。球面圖像是迄今為止獲得的AB Aurigae系統最深的圖像。

借助SPHERE強大的成像系統,天文學傢可以看到來自內部盤的微小塵埃顆粒和排放物發出的微弱光線。他們證實瞭ALMA首次探測到的旋臂的存在,並發現瞭另一個顯著的特征,一個“扭曲”,這表明在盤中存在正在形成的行星。

“從一些行星形成的理論模型中可以預見到這種‘扭曲’。”論文的合著者Anne Dutrey說,她也在實驗室工作。“它由兩個螺旋相連——一個向內纏繞在行星的軌道上,另一個向外擴張——它們在行星的位置連接在一起。”它們允許來自圓盤的氣體和塵埃聚集到正在形成的行星上,並使其生長。”

ESO正在建造39米的超大望遠鏡,它將利用ALMA和SPHERE的前沿成果來研究太陽系外的世界。正如Boccaletti解釋的那樣,這臺強大的望遠鏡將使天文學傢能夠獲得更多正在形成中的行星的詳細視圖。他總結道:“我們應該能夠更直接、更精確地看到氣體的動力學如何有助於行星的形成。”

編譯/前瞻經濟學人APP資訊組

原文來源:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200520084127.htm

https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2020/05/aa38008-20/aa38008-20.html

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