2024年12月13日

阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡捕捉到的行星系形成的現(xiàn)場(chǎng)

阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的PDS 70的模擬彩色合成圖像

阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的PDS 70的模擬彩色合成圖像。 左邊是波長(zhǎng)0.87毫米的觀測(cè)圖像，右邊是這次波長(zhǎng)3毫米的觀測(cè)圖像。 合成了阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)圖像(紅)、凱克望遠(yuǎn)鏡的紅外線觀測(cè)圖像(綠)、VLT望遠(yuǎn)鏡的可見光線觀測(cè)的氫亮線圖像(藍(lán))。 可知在用凱克望遠(yuǎn)鏡和VLT望遠(yuǎn)鏡看到的行星的外側(cè)，由阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡捕捉到的塵埃呈環(huán)狀分布。 還可以看出，在右邊的圖像中，灰塵的輻射特別集中在西北方向(圖像右上方)。 (貸記: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO )、W. M. Keck Observatory、VLT (ESO )、K. Doi (MPIA ) )

通過阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)，捕捉到了在形成不久的行星外側(cè)，作為下一個(gè)行星材料的塵埃局部聚集的現(xiàn)場(chǎng)。 這暗示著已經(jīng)形成的行星可能會(huì)收集下一個(gè)要制造的行星的材料，從而推動(dòng)形成。 本研究為闡明由太陽系等多個(gè)行星構(gòu)成的“行星系”的形成過程做出了貢獻(xiàn)。

到目前為止，已發(fā)現(xiàn)了5000多個(gè)太陽系外行星，它們大多構(gòu)成了由多個(gè)行星構(gòu)成的“行星系”。 在圍繞著年輕星球的原始行星系圓盤中，這些行星被認(rèn)為來自微米大小的固體微粒——塵埃。 但是，塵埃是如何聚集形成行星系的，其詳細(xì)過程至今尚未弄清楚。

年輕的行星“PDS 70”是在圍繞著這個(gè)星球的原始行星系圓盤中進(jìn)行行星形成的同時(shí)，在這個(gè)圓盤的內(nèi)側(cè)發(fā)現(xiàn)了兩顆已經(jīng)形成的行星的唯一的天體。 調(diào)查PDS 70周圍的塵埃分布，有助于闡明在那里形成的行星對(duì)原始行星系圓盤和其他行星的形成產(chǎn)生了怎樣的影響。 該天體過去曾通過使用阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡對(duì)波長(zhǎng)0.87毫米的觀測(cè)，捕捉到了環(huán)狀分布在行星外側(cè)的塵埃的輻射。 但是在這個(gè)波長(zhǎng)下，輻射的分布可能與塵埃的分布不對(duì)應(yīng)。

因此，研究小組使用阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡對(duì)PDS 70的原始行星系圓盤進(jìn)行了高分辨率觀測(cè)，波長(zhǎng)為3毫米。 通過這個(gè)觀測(cè)，可以比過去進(jìn)行的0.87毫米的觀測(cè)更準(zhǔn)確地捕捉塵埃的分布。 此次進(jìn)行的波長(zhǎng)3毫米的觀測(cè)顯示出與過去的觀測(cè)不同的塵埃放射分布，明確了在行星外側(cè)的環(huán)中，塵埃的放射也集中在特定的方向上。 這意味著生長(zhǎng)的塵埃聚集在狹小的區(qū)域。

在行星外面發(fā)現(xiàn)的塵埃的聚集，意味著已經(jīng)形成的行星正在把塵埃掃到其外面的狹窄區(qū)域。 聚集在這個(gè)狹窄區(qū)域的塵埃合并，形成下一個(gè)行星。 太陽系等由多個(gè)行星構(gòu)成的行星系的形成表明，可以解釋為，一邊重復(fù)這樣的過程，一邊從內(nèi)到外依次進(jìn)行行星的形成。 這樣，在本研究中，我們成功地從觀測(cè)上捕捉了已經(jīng)形成的行星影響周圍圓盤，直至行星系形成的過程。

主導(dǎo)本研究的，在國(guó)立天文臺(tái)進(jìn)行研究的綜合研究研究生院大學(xué)的研究生(現(xiàn)在隸屬于馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所)土井圣明先生說。

“即使在同一個(gè)天體內(nèi)，構(gòu)成天體的每個(gè)要素也會(huì)以不同的波長(zhǎng)放射光。 因此，通過以多個(gè)波長(zhǎng)觀測(cè)一個(gè)天體，可以突出地捕捉到各個(gè)構(gòu)成要素。 即使在同一阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)中，PDS 70也根據(jù)波長(zhǎng)顯示出不同的輻射分布，可見利用阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡在多個(gè)波段進(jìn)行觀測(cè)的重要性。 由于構(gòu)成要素相互影響，所以通過用各種望遠(yuǎn)鏡、觀測(cè)設(shè)定觀測(cè)不同的要素并對(duì)它們進(jìn)行比較，可以加深對(duì)該系統(tǒng)整體的理解。 ”

詳細(xì)報(bào)道

阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡捕捉到的行星系形成的現(xiàn)場(chǎng):塵埃在行星外側(cè)聚集，產(chǎn)生下一個(gè)行星的情況

阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡

補(bǔ)充信息

主講人

土井圣明(馬克斯·普朗克天文學(xué)研究所博士后)

聯(lián)合發(fā)表機(jī)構(gòu)

自然科學(xué)研究機(jī)構(gòu)國(guó)立天文臺(tái)

綜合研究研究生院大學(xué)

聯(lián)合阿爾瑪觀測(cè)站

發(fā)表論文

kiyo aki doi et al .“asymmetric dust accumulation of the PDS 70 disk revealed by alma band3observations”，in Astrophysical Journal Letters，s

相關(guān)鏈接

阿爾瑪望遠(yuǎn)鏡捕捉到的行星系形成的現(xiàn)場(chǎng)(綜合研究研究生院大學(xué))