新生“婴儿”行星:周围尘埃物质圆盘中孕育着

 公司新闻     |      2019-08-01 17:35
新生“婴儿”行星:周围尘埃物质圆盘中孕育着卫星
  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(由气体和尘埃组成的圆盘)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。
  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。
  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(太阳的年龄大约是它的1000倍),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。
  就在不久前,天文学家宣布PDS 70拥有第二颗巨大的“婴儿”行星,它仍然在吸收周围的氢,PDS 70最厉害的地方在于,它至少拥有一颗行星,这是毫无疑问的,而第二颗行星存在的证据也非常令人信服。
  这些发现大部分来自甚大望远镜(VLT),这是欧洲南方天文台在智利阿塔卡马沙漠建造的大型光学望远镜,由4台相同的8.2米口径望远镜组成。为了找到第二颗行星,并进一步确认第一颗行星的存在,研究团队使用甚大望远镜的新设备多目标光谱探测仪(MUSE)来寻找它们释放的氢,2018年夏天的一个晴朗夜晚,他们获得了数据,当时MUSE还在接受测试,考虑到这些仪器探测这两颗行星的能力是如此之强,未来的进展真的很令人兴奋。
  到目前为止,这两颗行星似乎很符合此前未经验证的行星形成理论的预测,早在2012年,天文学家第一次在PDS 70恒星的圆盘上发现了一条空旷且没有尘埃的间隙带,这条带的起始位置相当于天王星在太阳系中的轨道,并延伸至大约三倍的距离。
  第一颗行星被命名为PDS 70b,就在这个圆盘间隙带的内边缘徘徊,但是,仅仅一颗行星还无法解释为什么这个间隙如此之大,在理论上,两颗行星会导致圆盘中出现更加宽阔的间隙,这正是新数据所显示的,在间隙带外边缘附近发现的第二颗行星围绕恒星运行一周的时间,是内侧行星运行一周时间的两倍,一切似乎都开始联系起来了。
  PDS 70与其明亮的行星距离遥远,因此天文学家可以调整观测手段,进一步揭示该恒星系的秘密。参与发现第二颗行星的空间望远镜科学研究所的天文学家朱利安·吉拉德(Julien Girard)说:“PDS 70正在成为一个基准系统。”
  天文学家通过甚大望远镜的另一个新设备Sinfoni——一个拥有自适应光学系统的二维光谱成像仪器——对孕育卫星的绕行星圆盘进行了初步探测。在去年PDS 70b首次被发现之后,测量结果表明,来自PDS 70b的光线中包含了比单独一颗行星更多的红光,这些数据揭示该行星周围存在一个尘埃物质圆盘,它能吸收热量,然后以红外线波长重新释放热量。
  在太阳系形成的模型中,像这样的小圆盘最终合并成了卫星,例如伽利略发现的四颗木星卫星。如果这些初步观测得到其他天文台的证实,那就能为太阳系形成模型提供有力的证据,这很好地证实了巨型行星周围可以存在一个环绕其运行的圆盘,木星并没有那么特别。在太阳系中,木卫二和土卫二这两个最有希望寻找生命的星球就围绕着巨大的行星运行,如果巨型气态行星幼年时经常拥有可以制造卫星的圆盘,那么“也许木卫二或土卫二在银河系中相当常见。”