距离地球约 370 光年处,科学家终于从一团尘埃圆盘中,拍摄到最直接的新生行星分娩过程。
有关行星如何形成的理论五花八门,但事实是,尽管有无数超级电脑的模拟成果,我们到现在仍还未完全确定行星究竟如何诞生,如何从年轻恒星的碎片盘中脱颖形成有序的系统,证明的难题在于天文学家必须聚齐天时、地利、人和,从恒星尘埃中刚好看到一颗新生行星分娩出来。
德国马克斯普朗克研究院(Max Planck Institute)与欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(Very Large Telescope)团队合作,决定将研究重点放在距离地球约 370 光年的一颗年轻矮星 PDS 70 身上,并利用 SPHERE 仪器带来极有力图像:一颗气态巨行星 PDS 70b 从年轻恒星 PDS 70 周围的圆盘中形成,该恒星诞生仅 540 万年,与地球 45 亿年的岁数相比只是个小孩。
而在 PDS 70 周围尘土飞扬的拱星盘(circumstellar disk)中又出现了大空隙,通常被认为是行星形成的迹象,代表有巨大行星正在其中收集材料,透过和尘埃盘相互作用,行星将慢慢改变与中心恒星的距离。
新观测图像中,PDS 70b 非常清晰(下图中亮点),距离中心恒星约 30 亿公里,相当于天王星与太阳间的距离,但分析表明 PDS 70b 质量比木星大 2~3 倍,且行星表面温度约 1,000°C,比太阳系任何一颗行星都还热得多,环绕主星一圈需要 120 年。
(Source:欧洲南方天文台)
顺带一提,图像中心的恒星变成黑点是因为经过日冕仪(coronagraph)遮光处理,只有掩盖掉恒星发出的耀眼光芒,天文学家才有机会检测到周围较暗的圆盘与行星系统,否则来自行星的微弱光线将完全被 PDS 70 的强烈亮光淹没。
天文学家过去也拍摄过几张可能是遥远恒星周围的新生行星图像,但团队表示,这些图片真实性常引发争论。新研究利用了各种方式研究该系统逾 4 年,在不同时间拍摄图像、使用不同算法、拾取不同波长的光线等,但得出的结果都一致,终于确认找到了准备出生的行星。
唯有不断观察自尘埃盘诞生的行星,我们才能真正了解行星形成的背后机制,虽然 PDS 70b 不是带来大家对系外行星最关注的焦点──能不能住、有没有外星生命,但它是第一个证实处于诞生中的系外行星,一样将成为行星科学的重要发现。
团队在《天文学与天体物理学》期刊共发表了两篇论文。
- It’s Official: Astronomers Caught The First-Ever Direct Picture of a Planet Being Born
- Astronomers snap one of the best baby pics yet of a newborn planet
- Astronomers caught a planet being born for the first time in a stunning new picture
- It’s a Beautiful Baby Exoplanet! Historic Photo Is 1st View of Alien World Being Born
(首图来源:NASA)
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