有史以來第一次:難以捉摸的嬰兒星球被抓到雕刻出宇宙環
我們從未見過這樣的事情。
天文學家第一次真正發現一顆嬰兒行星,負責在新生恒星周圍的塵埃盤上鑿出間隙。
之前對此類圓盤的觀測顯示了間隙,但雕刻它們的物體對我們的望遠鏡來說仍然難以捉摸。
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WISPIT-2b(這顆系外行星的命名)的發現最終證實了關于嬰兒行星如何形成和生長的長期理論。實際上,它代表了行星天文學的游戲規則改變者:現在科學家們可以充實他們的理論,相信它們確實是正確的。
“關于這些觀測到的圓盤間隙是由原行星引起的,已經寫了數十篇理論論文,但直到今天還沒有人找到明確的理論論文,”天文學家萊爾德·克洛斯說亞利桑那大學。
“實際上,在文獻和整個天文學中,我們有一個非常黑暗的間隙,但我們無法檢測到其中微弱的系外行星,這一直是一個緊張點。許多人懷疑原行星能否彌補這些差距,但現在我們知道,事實上,它們可以。
恒星及其行星的誕生過程是一個復雜的過程。首先,冷分子云中的一個區域需要被壓縮到足以使一個大而致密的結在重力作用下崩潰。那是恒星或原恒星的種子。當它旋轉時,來自其周圍云的物質被角動量到一個磁盤中,該磁盤將成長中的原星.
最終,原恒星變得如此巨大,以至于核心中的壓力和溫度高到足以點燃核聚變.與此同時,恒星風將內盤推開,超出恒星引力的范圍。那個圓盤的剩余部分繼續繞恒星運行,聚集在一起形成恒星的行星、小行星和彗星.
在這種聚集過程中,原行星盤中會打開間隙,我們將其視為恒星周圍的環。例如,阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列已成像其中許多磁盤以及其中的縫隙。但雕刻它們的實際行星要難得多。
處于形成陣痛中的行星特別富含熱氫氣體,這些氫氣會釋放出大量稱為 H-α 的光.在原行星盤,一個國際科學家團隊設計了 MagAO-X,這是一種用于麥哲倫望遠鏡的自適應光學制度。
“隨著行星的形成和生長,它們會從周圍環境中吸入氫氣,當這種氣體像來自外太空的巨大瀑布一樣撞擊它們并撞擊表面時,它會產生極熱的等離子體,進而發出這種特殊的 H-α 光特征,”克洛斯說.
“MagAO-X 專門設計用于尋找落在年輕原行星上的氫氣,這就是我們檢測它們的方式。”
恒星 TYC-5709-354-1(現在也稱為 WISPIT-2)是一顆距離約 434 光年的類太陽小恒星。之前的觀測顯示它周圍有一個大圓盤,上面有研究人員稱一個“驚人地大”的差距。他們使用 MagAO-X 研究了一系列恒星,但直到 WISPIT-2 才大受歡迎。
真是太成功了。結合使用 ESO 的甚大望遠鏡進行的近紅外觀測,研究人員能夠確定靜止形成系統的一些關鍵特性。
原行星 WISPIT-2b,一顆質量約為 5 倍的氣態巨行星木星,位于那個極大的間隙中,距離它的恒星大約 54 個天文單位。這是地球和太陽之間距離的 54 倍;對于上下文,冥王星軌道為 40 個天文單位。
這是一個令人難以置信的發現,它揭示了我們自己的太陽系可能是什么樣子圍繞嬰兒太陽形成,研究人員說.因此,它不僅可以讓我們深入了解一般的系統形成,還可以讓我們深入了解我們自己的銀河系小角落是如何形成的。
“這是有史以來觀測到的第一顆成環嵌入行星,為行星形成界提供了一個獨特的機會來更多地了解行星形成盤的物理學——特別是它們的粘性,這是它們如何隨時間擴散以及傳輸材料和角動量的關鍵因素,”天文學家 Richelle van Capelleveen 說荷蘭萊頓大學。
“這個系統可能會在很多年內繼續成為基準。”