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在长时间的行星相近,发现卫星产生盘,或将发表太阳系之谜!

北京时间8月1日消息,据国外媒体报道,天文学家花了数十年甚至几百年的时间,希望能观测到处于萌芽状态的行星,2018年,一个国际天文学团队发现在围绕一些年轻恒星旋转的原行星盘中,存在特殊的间隙结构,这种结构很可能是新形成的行星造成的,但不确定如何解释这些间接的线索。

利用地球上最强大的射电望远镜阵列,天文学家首次观测到一个由气体和尘埃组成的环绕行星盘,就像人们认为是木星卫星诞生的那个盘一样。这一发现发表在《天体物理学》上,为PDS 70c行星的有趣故事增添了新内容。位于智利的大型66号天线Atacama大毫米/亚毫米阵列,莱斯大学天文学家Andrea Isella和同事们收集了毫米波无线电信号,发现在整个恒星系统中存在着尘埃颗粒,而pds70c和姐妹行星pds70b仍在形成。

bob体育官方平台,天文学家们已经直接拍摄到两颗系外行星的图像,它们在围绕一颗年轻恒星的行星形成盘内,在引力作用下形成了一个巨大的缺口。虽然已经有超过12颗系外行星被直接成像,但这只是第二个被拍摄的多行星系统(第一个是围绕HR 8799恒星运行的四行星系统)。不过,与hr8799不同的是,这个系统中的行星仍在通过吸积盘中的物质而增长。马里兰州巴尔摩太空望远镜科学研究所的Julien Girard说:这是第一次明确地发现了一个两颗行星组成的系统,这个系统形成了一个圆盘状的缺口。

▲这是天文学家第一次捕捉到行星正在形成时的画面。图片中心故意用黑色挡住的部分就是PDS 70恒星,其右侧的亮点就是PDS 70b行星。天文学家不久前发现了围绕PDS 70运行的第二颗“婴儿”行星

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▲PDS 70b行星的红外图像看起来更像是具有一个环绕其运行的圆盘

行星是由新形成的恒星周围气体和尘埃组成的圆盘形成,如果一颗行星足够大,当它在围绕恒星的轨道上聚集物质时,就能形成自己的圆盘。例如,木星和它的卫星是太阳系中的一个行星系统,人们认为木星的卫星,是在木星很小的时候由一个环绕行星的圆盘形成。但大多数行星形成模型显示,环绕行星盘在大约1000万年内消失,这意味着环绕行星盘在太阳系中已经存在了40亿年以上。

主恒星PDS 70距地球约370光年,600万年前这颗年轻的恒星比太阳略小,也没有太阳那么大,而且还在不断地吸收气体。它被一个由气体和尘埃组成的圆盘所包围,这个圆盘上有一个巨大的缺口,从19亿英里延伸到38亿英里。PDS 70b是已知的最内层行星,位于离其恒星约20亿英里的盘隙内,与太阳系中天王星的轨道相似。研究小组估计它的质量是木星4到17倍,新发现的行星PDS 70c位于离恒星约33亿英里的盘状缝隙边缘附近,与海王星离太阳的距离相似。

一年的时间很快过去,天文学家取得了重要的突破,他们对一颗名为PDS 70的恒星的观测越来越详细,不仅发现了一颗新生行星,还发现了第二颗行星可能存在的证据。PDS 70恒星比太阳略小,距离地球约370光年,围绕它运转的这些行星非常年轻,似乎还在成长,更重要的是,其中一颗行星被自身的旋转气体和尘埃圆盘包围,而这种结构被认为可以孵化出大型卫星,如果该发现得到证实,就将为长期以来关于行星及其卫星如何形成的观点提供有力的支持。

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最初的发现是在2018年6月,当时有天文学家发布了一张图片,一颗行星在PDS 70恒星周围的原行星盘内绕轨道运行,PDS 70是一颗大约有500万年历史的年轻恒星,一个月后,另一项研究表明,当炽热的氢原子落在这颗行星上时,它发出了一束深红色的光,表明该行星仍在不断膨胀。

为了在其他地方寻找它们,并收集观测证据来检验行星形成的理论,Isella和同事们寻找非常年轻的恒星系统,在那里可以直接观察到圆盘和仍在其中形成的行星。在新研究中,分析了ALMA的观察结果。已经有一些候选行星被探测到存在于行星盘中,但这是一个非常新的领域,仍然存在争议(PDS 70b和PDS 70c)是最可靠的,因为已经有不同仪器和技术独立观测到。PDS 70是一颗质量约为太阳四分之三的矮星,它的两颗行星都比木星大5-10倍。

这幅艺术插图展示了围绕年轻恒星PDS 70运行的两颗巨大气态系外行星,这些行星仍在通过吸积周围圆盘上的物质而成长。图片:J. Olmsted

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