天文學家在有史以來最年輕的行星盤中發現意想不到的結構

行星形成需要多長時間？根據一項新的研究，也許沒有我們想象的那么長。

阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）的觀測表明，圍繞年輕恒星的行星形成可能比科學家想象的要早得多。

這些新結果發表在美國天文學會的第243次會議.耶魯大學博士生Cheng-Han Hsieh提出了新的觀察結果。

“ALMA對年輕原行星盤的早期觀測揭示了許多美麗的環和間隙，可能是行星的形成地點，”他說。“我想知道這些環和間隙是什么時候開始出現在磁盤上的。

Hsieh指的是著名的ALMA原行星盤圖像，這些圖像已經成為新聞幾年了。這些圖像顯示了年輕恒星周圍的原行星盤，科學家認為這是行星形成的地方。

但是這個早期的圖像和類似的圖像是 2 類磁盤的圖像。來自ALMA的新圖像是CAMPOS（Corona australis，Aquila，chaMaeleon，oPhiuchus north，蛇夫座和Serpens）調查的一部分，該調查以調查中研究的分子云命名。

它們顯示較年輕的 0 類和 1 類磁盤。這些類是指承載圓盤的恒星的年齡。事實上，在這些年輕的時候，他們甚至不被稱為明星;他們被稱為年輕的恒星天體（YSOs.）

2類YSO是一顆具有可見光球的原恒星。但新映像顯示的是 0 類和 1 類的 YSO 和磁盤。在這些年輕的時候，YSO仍處于崩潰和形成階段。

YSO在大約10,000年的時間里只是一個0級天體，在幾十萬年的時間里是一個1級天體。因此，至少可以說，在這些極其年輕的恒星物體周圍的圓盤中發現環和間隙是一個令人驚訝的發展。

如果行星在太陽系生命的早期就形成了，那么它就挑戰了我們對行星如何形成的整個理解。

關于行星如何形成有兩種理論：核心吸積和引力不穩定性。

在核心吸積中，巖石核心由碰撞的小行星形成，當它有足夠的質量時，它會吸引氣態包層。科學家認為這就是大型氣態巨行星喜歡的樣子木星形式。

在引力不穩定的情況下，原行星盤變得足夠大，以至于它不穩定，引力束縛的團塊會形成。這些團塊和碎片繼續形成行星。

“從核心吸積模型開始，很難在一百萬年內形成巨型行星，”Cheng-Han Hsieh說。

在AAS新聞發布會上，他展示了自己的工作，Hsieh被問及這些圖像是否捕捉到了行星形成的第一階段。有沒有可能這個過程開始得更早，而我們只是看不到它？

“我們的調查受到角分辨率的限制，”Hsieh解釋說。“我們的角度分辨率約為 15 AU，因此我們只能檢測大于 8 AU 的環和間隙等子結構。

“所以，從這個角度來看，太陽和太陽之間的距離土星是 9 AU。因此，如果有一個比太陽和土星之間的距離更大的間隙或環，那么我們可以檢測到這些子結構。

“我們在最早的系統中沒有看到任何子結構，這可能是因為子結構在早期較小，”Hsieh說。

伊桑·西格爾（Ethan Siegel）來自”從一聲巨響開始“謝先生又問了另一個重要問題。你看到這些早期磁盤中出現的結構很酷，“Siegel說。

“是否有任何證據支持或反對我們看到的是一個行星形成結構，而不是像一些模擬所表明的那樣，在這個行星系統的演化過程中，圓盤上雕刻的瞬態特征將被沖刷掉？”

“對于模擬，如果你在原行星盤內有地球大小或海王星大小的行星，它們將開始從周圍的氣體中吸積氣體，然后隨著時間的推移，它們會雕刻出間隙和環，”Hsieh說。

“另一方面，不同的不穩定性，如密度或溫度的擾動，也會導致子結構。因此，從觀測中很難確定這些子結構是否肯定是由行星引起的，還是它們來自不穩定。

Hsieh還解釋說，這很難確定，這是許多研究的主題。他還解釋了探測間隙和環的重要性，無論它們是行星還是某種類型的不穩定。

“但確定這些子結構何時形成仍然非常重要，因為即使我們不知道里面是否有行星，它仍然為我們提供了行星形成的時間尺度，”Hsieh解釋說。

這是因為在圓盤穩定下來和湍流消退之前，行星和任何子結構都無法形成。因此，即使這些實際上不是行星，它們的存在也表明原行星盤已經足夠平靜，足以使結構和行星開始形成。

如果它們是行星，那么圖像顯示它們可以在大約30萬年內開始形成，進入承載圓盤的年輕恒星物體的生命。只有未來的觀測才能告訴我們這些是否真的是行星。

正在準備發表一篇介紹這些圖像和結果的論文。

本文最初由今日宇宙.閱讀原文.

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