天文学家有史以来第一次直接观察到行星正在诞生的过程。
科学家们拍摄到一颗名为 LkCa 15 的年轻恒星周围正在形成的巨型气态系外行星,该恒星距离地球约 450 光年。
“这令人兴奋,因为这是我们第一次能够直接拍摄到正在形成的行星,”该研究的主要作者、亚利桑那大学的研究生斯蒂芬妮·萨勒姆告诉 Space.com。“它为我们提供了一个未来可以深入研究的系统,以真正了解行星形成的细节。” [图集:最奇异的外星行星]
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LkCa 15 系统以一个巨大的尘埃和气体盘为特征,该星盘围绕着一颗只有 200 万年历史的类太阳恒星。这样的环星盘通常围绕着新生恒星,提供行星形成的原材料。
事实上,之前的研究已经发现了某些星盘中的一些大的空隙,这些空隙可能是由新吸积的外星世界清理出来的。科学家们甚至检测到了星盘不对称和热信号,这些被解释为行星在这些空隙内的证据。
LkCa 15 的星盘中存在这样一个空隙,并且在 2012 年在该系统中检测到一个巨大的原行星候选者 LkCa 15b,它距离恒星约 16 个天文单位 (AU)。 (一个天文单位是指地球到太阳的距离,大约为 9300 万英里或 1.5 亿公里。)
为了了解更多信息,萨勒姆和她的同事们使用大型双筒望远镜 (LBT) 聚焦于 LkCA 15 系统,这是一个位于亚利桑那州东南部的天文台,拥有两个 27 英尺宽(8.4 米)的主镜。
该团队证实了 LkCA 15b 的存在,直接用氢-阿尔法光子对其进行了成像,这是一种超热物质吸积到新形成的世界上时发出的光。(像新生恒星一样,新生行星也被馈送物质的星盘包围。)
其他 LBT 观测显示,在空隙内存在另一颗新生行星 LkCA 15c,并表明那里也存在第三颗行星 (LkCA 15d),研究团队成员今天(11 月 18 日)在《自然》杂志上在线报道。
“我们看到空隙中有物体,”萨勒姆说。“这是我们第一次能够将正在形成的行星与原行星盘中的空隙联系起来。”
普林斯顿大学的赵焕柱(Zhaohuan Zhu)并未参与这项新研究,他在同一期《自然》杂志的配套“新闻与观点”文章中写道,“研究人员的发现为行星形成理论提供了严格的限制。”“例如,此类理论现在必须解释巨型行星如何在 200 万年内在距恒星 15-16 天文单位的位置形成,并且在此时间之后仍在生长。”
朱补充说,萨勒姆和她的团队展示的新技术可能会导致发现许多其他新形成的系外行星,使天文学家能够更多地了解年轻世界的分布。
朱写道:“对年轻行星群体的这种理解将阐明数十年来行星形成的问题,并揭示年轻的行星系统如何在诞生数十亿年后演变成像我们太阳系这样的较老的系统。”
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