06.14 天文學家在距離地球330光年處發現3顆嬰兒行星

天文學家在距離地球330光年處發現3顆嬰兒行星

這幅毫米波影像展現了HD 163296原行星盤物質中存在“絞結”現象。而這是存在行星的明證。ESO

天文學家在距離地球330光年處發現3顆嬰兒行星

HD 163296及其周圍的同心圓結構。ESO

儘管人們在過去二十年間發現了數千顆系外行星,但這些行星都是已經成年的。雖然人們也發現過許多行星的搖籃——原行星盤,但原行星盤上那些同心圓是否是嬰兒行星清掃出來的,卻也不能確定。直到今天。

最近,兩個天文科研小組運用一種新的獵星技巧,通過辨識原行星盤氣體流動模式中的細微變化,在一顆年幼恆星周圍,獲得了明確的證據,表明那裡存在三顆嬰兒行星。

這顆名叫HD 163296的年輕恆星距離地球約330光年,位於人馬座。它的質量是太陽的兩倍左右,但年齡只有太陽的千分之一。它的周圍存在一組同心圓盤的結構,這個結構就是原行星盤。但直接給原行星盤拍照並不足以為天文學家尋找行星提供足夠高的分辨率。因此,天才們想了一個辦法。

存在於原行星盤中的一氧化碳分子能夠釋放出一種獨特的毫米波,由於存在多普勒效應,毫米波數據中的細微變化,能夠反映原行星盤氣體的運動方式。他們動用歐洲南方天文臺阿塔卡馬甚大毫米/亞毫米波望遠鏡陣列,對這個原行星盤進行了極致的細節偵測。

這兩組天文學家所用的基本技巧是相同的,都是通過在一氧化碳發射線的光譜中尋找偏移,並以此作為原行星盤氣流中存在異常的證據。而氣流異常表明有大質量的不明物質團塊在擾動它。這種物質團塊會是什麼呢?最有可能的大概就是行星了。

這兩組天文學家所用的方法也略有差異。這種差異導致一組所能感知的氣流異常幅度較小,只能發現距離恆星比較近的多顆行星。而另一組的技巧能夠更加直接地對氣流進行測量,更適於對原行星盤的外圍區域進行研究,能夠更加精確地定位行星,但侷限在於它只能感知幅度較大(大於10%)的氣流異常。

但是無論哪一組天文學家,最後都發現,這個原行星盤中的氣流和理論上的狀態不相符。就像在湍急的河流中,石塊的存在會改變水流的運動方式(比如旋渦)一樣,行星的存在也能改變氣流的運動方式。最終他們發現,那裡至少存在著3顆質量大致和木星相當的行星級天體。兩顆分別位於距離恆星約120億公里和210億公里處,一顆位於距離恆星約390億公里處。

這一發現驗證了人們對於行星形成過程的部分理論。而接下去這些科學家還打算更加深入地對行星大氣的形成過程,以及哪些元素和分子會在行星誕生的過程中彙集加以認識。

天文學家在距離地球330光年處發現3顆嬰兒行星

原行星藝術想象圖。S. Dagnello

參考:http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1818/eso1818a.pdf http://www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1818/eso1818b.pdf


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