天文學家有史以來第一次直接觀察到行星正在誕生的過程。
科學家們拍攝到一顆名為 LkCa 15 的年輕恆星周圍正在形成的巨型氣態系外行星,該恆星距離地球約 450 光年。
“這令人興奮,因為這是我們第一次能夠直接拍攝到正在形成的行星,”該研究的主要作者、亞利桑那大學的研究生斯蒂芬妮·薩勒姆告訴 Space.com。“它為我們提供了一個未來可以深入研究的系統,以真正瞭解行星形成的細節。” [圖集:最奇異的外星行星]
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LkCa 15 系統以一個巨大的塵埃和氣體盤為特徵,該星盤圍繞著一顆只有 200 萬年曆史的類太陽恆星。這樣的環星盤通常圍繞著新生恆星,提供行星形成的原材料。
事實上,之前的研究已經發現了某些星盤中的一些大的空隙,這些空隙可能是由新吸積的外星世界清理出來的。科學家們甚至檢測到了星盤不對稱和熱訊號,這些被解釋為行星在這些空隙內的證據。
LkCa 15 的星盤中存在這樣一個空隙,並且在 2012 年在該系統中檢測到一個巨大的原行星候選者 LkCa 15b,它距離恆星約 16 個天文單位 (AU)。 (一個天文單位是指地球到太陽的距離,大約為 9300 萬英里或 1.5 億公里。)
為了瞭解更多資訊,薩勒姆和她的同事們使用大型雙筒望遠鏡 (LBT) 聚焦於 LkCA 15 系統,這是一個位於亞利桑那州東南部的天文臺,擁有兩個 27 英尺寬(8.4 米)的主鏡。
該團隊證實了 LkCA 15b 的存在,直接用氫-阿爾法光子對其進行了成像,這是一種超熱物質吸積到新形成的世界上時發出的光。(像新生恆星一樣,新生行星也被饋送物質的星盤包圍。)
其他 LBT 觀測顯示,在空隙記憶體在另一顆新生行星 LkCA 15c,並表明那裡也存在第三顆行星 (LkCA 15d),研究團隊成員今天(11 月 18 日)在《自然》雜誌上線上報道。
“我們看到空隙中有物體,”薩勒姆說。“這是我們第一次能夠將正在形成的行星與原行星盤中的空隙聯絡起來。”
普林斯頓大學的趙煥柱(Zhaohuan Zhu)並未參與這項新研究,他在同一期《自然》雜誌的配套“新聞與觀點”文章中寫道,“研究人員的發現為行星形成理論提供了嚴格的限制。”“例如,此類理論現在必須解釋巨型行星如何在 200 萬年內在距恆星 15-16 天文單位的位置形成,並且在此時間之後仍在生長。”
朱補充說,薩勒姆和她的團隊展示的新技術可能會導致發現許多其他新形成的系外行星,使天文學家能夠更多地瞭解年輕世界的分佈。
朱寫道:“對年輕行星群體的這種理解將闡明數十年來行星形成的問題,並揭示年輕的行星系統如何在誕生數十億年後演變成像我們太陽系這樣的較老的系統。”
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