一颗巨大的木星在一颗年轻恒星周围雕刻出一条小径

2019-08-30 16:21:08

躲在距离我们大约603光年远的Chamaeleon星座,一颗被称为HD 97048的着名年轻恒星周围环绕着巨大的气体和尘埃盘,在炽热的圆球周围形成巨大的环和间隙。随着碎片堆积,“原行星盘”是新行星可以形成的地方。然而,天文学家很难在年轻恒星系统的圆盘内找到系外行星,因为中心的恒星是明亮而活跃的,掩盖了它们的存在。

国际天文学家团队没有直接寻找一颗行星,而是决定深入了解磁盘的空白。在这样做的过程中,他们发现了一颗新的行星,大约是木星质量的两倍,在HD 97048周围的年轻系统的气体和尘埃中雕刻出一条路径。

澳大利亚莫纳什大学的天文学家,主要作者Christophe Pinte说:“有点像你有一股水,而你在中间放了一块石头。” “岩石会扰乱水流并产生波浪。”

在这种情况下,岩石非常非常非常非常大,水是巨大的气体和尘埃流。

该研究发表于周一的“自然天文学”杂志上,通过研究原行星盘中的气体,详细介绍了该行星的“运动学检测”。运动检测只是说明物体运动的一种奇特方式。在这种情况下,该团队使用智利的阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)来深入研究气体在盘中的运动方式。ALMA之前曾以这种方式使用 - 由同一个团队 - 研究另一颗恒星HD 163296。

去年,天文学家通过研究一氧化碳气体的运动并注意到系统盘中的奇怪扭结,在HD 163296附近发现了多个行星。

“这是寻找系外行星的一种迷人方式,”南昆士兰大学天体物理学教授,与该研究无关的Jonti Horner说。“[它]允许我们搜索行星,主要的系外行星搜索技术非常偏向于寻找:远离它们的主星的行星。”

Pinte表示,HD 163296与HD 97048非常相似,虽然距离地球稍远一点。

与之前的工作不同,这次团队检测到气体在磁盘间隙内的移动。Pinte说先前对HD 97048的观察显示它有两个大环,中间有一个巨大的间隙,这就是团队发现他们的宝贝木星的地方。

“我们发现这颗行星位于这两个环之间,”Pinte说。“新的结果是在间隙内检测到这种气体速度偏差,因此我们有证据表明行星正在造成间隙。”

这是天文学家第一次能够证明原行星盘中的空隙可能是由大型年轻行星穿过磁盘造成的。

计算机模拟支持了团队所看到的内容,但是Pinte指出,关于原行星盘中的间隙如何形成可能仍然存在的其他理论。天文学家认为,雪线,温度太冷以至于分子冻结,或者从恒星发出的磁场可能会导致不寻常的间隙。但是,可以排除对该特定发现的替代解释。“行星产生的波浪在气体速度上具有非常独特的特征,”他说。

“这与土星环中的卫星雕刻的间隙或”划分“相似(但规模要大得多)。”

这就是我们自己的太阳系在形成过程中发生的事情吗?霍纳认为这更公平地表明这可以更好地表明我们在行星系统形成过程中可能会看到的“结果的多样性”。他怀疑我们的太阳系在它经历宇宙婴儿年时可能看起来非常不同。

霍纳解释说:“这是一个比太阳系中任何一个更大的行星,在更大质量的圆盘中,围绕着比太阳更大质量的恒星。” “研究这样的系统可以帮助我们更好地理解各种恒星围绕行星形成的所有过程。”

Pinte的团队将继续关注HD 97048,希望能够获得这个星球的图像。ALMA和欧洲航天局的超大望远镜都将有助于更好地描述气体如何流过磁盘 - 以及可能潜伏在那里的婴儿行星。目前,该方法只能探测大约木星(或更大)大小的行星,但将来我们可能会发现潜伏在这些年轻恒星系统中的更小的行星。

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