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围绕原恒星的奇怪环表明行星的形成比想象的要早

2020-11-8 41 11/8

一项新的研究发现,在一颗新生恒星周围发现的环可能暗示着行星的诞生比先前认为的要早。恒星由浓密的云层产生,浓密的云层在重力的作用下自行坍塌。随着新生恒星或原恒星周围的气体和尘埃覆盖层随着时间的流逝而缩小,围绕它的盘会形成,这会引起幼小的行星或原行星。年龄小于500,000年的IRS 63原恒星周围的年轻行星状尘埃环的ALMA图像。图片:©©MPE / D.Segura-Cox数据来源:ALMA(ESO / NAOJ /
NRAO))研究的主要作者,德国加兴马克斯·普朗克外星物理研究所的天文学家多米尼克·塞古拉·科克斯说:“行星是由盘中原恒星周围的尘土物质形成的。这些磁盘上的环圈显示出灰尘堆积的位置,从而更容易粘在一起形成一颗年轻的行星。”先前的研究发现,距金星座大约100万年之久的原恒星周围的盘状环和间隙,例如距地球约450光年远的HL Tauri。年轻的恒星,年轻的行星?在这项新研究中,天文学家调查了IRS
63,这是一颗位于天牛座约470光年的原恒星。先前的研究发现,这颗原恒星的历史不到500,000年。之所以选择IRS 63,是因为它比HL Tauri还要年轻,并且是该年龄段最亲近,最聪明的原星之一。IRS 63周围环绕着旋转的气体和尘埃盘,对于年轻的恒星来说,它相对较大,其宽度超过50个天文单位(AU)。
磁盘的大小与我们自己的太阳系非常相似。即使原恒星的质量也比我们太阳的质量少一点。IRS 63尘埃盘上的环和间隙与IRS
63尘埃盘在相同比例和方向上与我们自己太阳系中的轨道草图进行比较。环的位置类似于太阳系中物体的位置,其内环的大小约为海王星轨道的大小,外环的大小略大于冥王星的轨道。(图片来源:©MPE /D。Segura-Cox资料来源:ALMA(ESO / NAOJ / NRAO))科学家们使用世界上最强大的射电望远镜智利的Atacama大毫米/亚毫米阵列(ALMA)分析了IRS
63的磁盘。他们发现它具有两个黑色的同心环,似乎是将磁盘分成两个明亮的同心环的间隙。很高兴看到如此年轻的原恒星周围的盘中有如此清晰的环。最里面的间隙距磁盘中心的距离为19 AU,宽度为3.2 AU,最外面的间隙距磁盘中心的距离为37 AU,宽度为4.5 AU。最里面的亮环距离磁盘集线器27 AU,宽6 AU,最外面的亮环距离磁盘核心51 AU,宽13 AU。所有条件都适合在IRS
63磁盘上形成行星。如果这些间隙是由于原行星在绕IRS 63的过程中通过IRS
63磁盘的气体和尘土而刻划而引起的,那么研究人员估计,最里面的间隙是由新生世界近一半的木星质量造成的,而最外面的间隙是由木星的质量造成的。一颗新生行星的结果是木星质量的近三分之一。IRS
63磁盘上的环太小了。我们曾经以为恒星首先进入成年期,然后才是后来的行星之母,但是现在我们看到,原恒星和行星像兄弟姐妹一样从早期就一起成长和进化。他们是小行星吗?科学家指出,先前的研究表明,原恒星盘中可能会形成间隙,这并非由原行星引起的。例如,磁盘的气体会在空气上施加空气动力阻力,而灰尘会在气体上施加动力阻力,从而导致出现间隙。塞古拉-科克斯认为很多人会说仅仅因为有环,这并不能证明已经形成了行星。并不是声称要发现最年轻的行星;这是需要尝试寻找的下一个目标。有了这个结果表明,形成行星的所有必要条件都非常早就到位了,在那个时代,原恒星本身仍然会从其较大规模的母云中积聚大量的质量。蛇夫座分子云的密布L1709区域,由赫歇尔太空望远镜测绘,它围绕并向较小的IRS
63原恒星和行星形成盘(由黑色x标记)提供物质。 (图片来源:©MPE /D。Segura-Cox资料来源:ALMA(ESO / NAOJ / NRAO))展望未来,我们需要考虑一起开始的恒星和行星形成,这意味着我们的科学家必须改变我们关于早期行星形成是如何开始的假设。在这项新研究中,科学家将注意力集中在IRS 63周围的尘埃上。接下来,他们将检查那里的气体。IRS
63磁盘周围的气体质量比灰尘大100倍。分析气体和尘埃将更好地了解磁盘如何围绕原恒星形成和演化。这里是@流芳科学,欢迎关注转发收藏,每日看科学知识!

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