天文学家第一次拍摄到正在形成的系外卫星

作者:小菜 更新时间:2025-05-02 点击数:
简介:这张由亚他加马大型毫米及次毫米波数组(ALMA)所拍摄的影像,是PDS70恒星系统周围的尘埃圆盘。

尘埃盘内有两个黯

【菜科解读】

  

这张由亚他加马大型毫米及次毫米波数组(ALMA)所拍摄的影像,是PDS 70恒星系统周围的尘埃圆盘。</p><p> 尘埃盘内有两个黯淡的光斑,其中一个可能是我们首度目击系外卫

  这张由亚他加马大型毫米及次毫米波数组(ALMA)所拍摄的影像,是PDS 70恒星系统周围尘埃圆盘。

尘埃盘内有两个黯淡的光斑,其中一个可能是我们首度目击系外卫星即将形成的模样。

IMAGE BY A. ISELLA, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

  

艺术家对PDS 70恒星系统的想象图。</p><p> 环绕着巨行星的黯淡尘埃盘,可能会有颗新卫星正从此处诞生。</p><p> ILLUSTRATION BY S. DAGNELLO, NR

  艺术家对PDS 70恒星系统的想象图。

环绕着巨行星的黯淡尘埃盘,可能会有颗新卫星正从此处诞生。

ILLUSTRATION BY S. DAGNELLO, NRAO/AUI/NSF

  据美国国家地理(撰文:NADIA DRAKE 编译:邱彦纶):一颗全新的系外卫星,可能即将由环绕遥远行星周围的尘埃盘里诞生。

这可能是我们首度目击一颗遥远又巨大的行星,正在形成卫星的过程。

  从这张由智利亚他加马大型毫米及次毫米波数组(ALMA)天文台所拍摄的影像中,可以看到在这颗370光年远的小型恒星周围有颗年轻的行星,行星好像被包裹在一圈尘埃气体圆盘内──科学家认为就是这种结构, 让数十亿年前的木星形成了众多的卫星。

  这篇研究是由莱斯大学(Rice University)的安德烈. 尹色拉(Andrea Isella)所领导,他在声明中表示:「在它周围,很有可能形成行星大小的卫星。

  「巨行星的周围有即将形成卫星的巨大圆盘,这显然相当合理。

」史丹佛大学(Stanford University)的布鲁斯. 麦金塔(Bruce Macintosh)7月初在《天体物理学期刊快报》(Astrophysical Journal Letters)上发表这样的评论,「这个结果很有趣,且可能性极高。

  哈佛-史密森尼天体物理中心(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)的西恩. 安德鲁斯(Sean Andrews)对此表示赞同,他还补充说明,这幅影像应该是我们第一次拍摄到正在形成的系外卫星。

  「如果这个最后的结果没错,」他说:「这将是重要的第一击。

  旋转环绕

  先前天文学家已经在恒星周围看到了许多类似的尘埃云。

这种结构称为环星盘(Circumstellar Disk),行星就是从此处生成──虽然我们对尘埃形成行星的确切过程仍不太清楚。

在某些状况下,菜叶说说,天文学家认为他们可以看到新生行星在这些环星盘中清出轨道,而ALMA已经拍摄到许多这类新生行星的影像。

  但到目前为止,还没有人看到行星周围的尘埃盘;要在太阳系外直接看到行星已经非常难了,更不用说是环绕着年轻巨大行星的弥漫碎屑云。

  ALMA是由散布在亚他加马沙漠上的66座碟形电波望远镜所组成的巨大数组。

尹色拉和他的同事利用ALMA在2017年所收集到的数据,研究被尘埃环绕的PDS 70恒星系统。

这个恒星系统中有颗名为PDS 70b的行星,大小和木星差不多,它在围绕着年龄约600万年的小型母恒星的环星盘中清出了一条缝隙。

另一颗名为PDS 70c的行星沿着缝隙的内缘绕行,和母恒星的距离约相当于海王星到太阳的距离。

  一开始,PDS 70c周围的朦胧区域看起来像是个黯淡的气体臂。

但今年研究团队利用一种稍微不同的方法重新处理这个ALMA的数据,才将这些不规则区域解析出尘埃环的结构。

尹色拉和他的同事认为,这张经过重新处理的影像是环绕行星的碎屑盘,卫星就是从这种结构内形成,迅速成长的行星也能从此吸取物质。

  「我们相信木星的卫星是从年轻木星周围的圆盘中形成的,而且这种环行星盘对行星形成也非常重要。

」他说。

  切入重点

  但这个发现还没有尘埃落定。

  「这些结果的确有些令人费解的问题。

」安德鲁斯说。

他指出以不同波长进行的观测结果并不一致,因此让恒星周围的环星盘影像出现稍微差异。

如果是使用ALMA观察,尘埃盘内显然有个看起来像是行星的点状光源:PDS 70c。

但如果是使用更短的红外波长进行研究,这个点源则看来较为弥散。

  安德鲁斯表示:「PDS 70c周围的环境看起来很复杂。

  尹色拉指出,「这个ALMA所观测到的结果相当模糊。

」他表示团队正努力利用其他的观测数据来确认他们的结果。

  「我们还有正在进行的ALMA计划,能够再度对这个恒星系统进行观测,并测量环行星盘的轨道运动,」他说:「所以,敬请拭目以待啰! 」

  

环境最恶劣的行星?正面熔炉背面冰雪堪称地狱

CoRoT-7b被称为世界上环境最恶劣的行星,因为它的表面全部都是滚烫的岩浆,形成了一片岩浆海洋,但是背面却极度阴暗,温度极低,所以形成了正面熔炉背面冰雪的状况,就像地狱一样让人害怕,这让和一起看看吧。

环境最恶劣的行星实际上在宇宙中有很多星球条件都比较恶劣,可能温度太高了,或者温度太低了,时不时就会有什么变化。

八大行星卫星也是这样的,各有各的特点,除了地球没有一个适合人们居住。

但是实际上这些还不是最为恶劣的,下面要说一个科学家发现的条件特别恶劣的一个星体,它在太阳系之外名字叫做CoRoT-7b,图片上看着和太阳有些类似,同时还有着相当强烈的光芒,整体比较耀眼。

正面熔炉背面冰雪堪称地狱根据研究知道,这个星球地表全是海洋,不过和大家印象中的海洋不太一样。

里面不是水,而是滚烫的岩浆。

星球表面都是岩浆海,温度也是超级高的,整体看着让人害怕而恐惧,科学家直接称之为地狱行星。

地狱大家也知道,就是一个超级恐怖的存在,比如18层地狱,总之是相当吓人的。

这个星球被称为地狱星球也是有自己的原因的。

生物在脱离氧气后可以比较勉强活个几秒钟的时间,但是在这个星球上面可能一秒钟都待不了。

这里不仅温度很高,同时背面一直都是阴暗的地方,所以温度超级低,当然也不适合生物生活。

确实可以说是比较神奇了,真正意义上的冰火两重天。

不管是什么样的生物估计都没办法在那里生活吧。

科学家对于这个星球的形成很是好奇,毕竟确实很有点夸张,甚至于水星也没有这么可怕的温度,当然也不会像它一样那么极限。

结语:不过这个星球离我们还是比较遥远的,只能感叹一下它的艰难环境,也不能更加直观地看到了。

恒星一定比行星重吗?一颗行星,打破你的刻板印象

这颗被禁止的系外行星,对于其恒星来说,质量太大了 "这一发现让我们意识到,我们对宇宙的了解是多么肤浅。

我们不会想到,在这样一颗低质量恒星周围会存在一颗如此沉重的行星"。

图为一颗大质量行星围绕一颗小质量恒星运行图片宾夕法尼亚州立大学)天文学家发现了一颗巨大的太阳系外行星,或称 "系外行星",它围绕一颗超冷矮星运行,而这颗矮星太小了,根本无法承载这样一个世界,这对科学家们关于行星和行星系统如何诞生的模型提出了挑战。

这颗被命名为LHS 3154 b的行星的质量是地球的13倍,这意味着它的质量与太阳系冰巨海王星相似,但它却紧紧地围绕着一颗质量比太阳小9倍的小矮星运行。

这意味着这个类似海王星的世界与其母恒星--位于大约51光年之外的LHS 3154--之间的质量比是地球与太阳之间质量比的100倍,研究人员认为这不可能发生。

这是第一次在宇宙中较小的恒星周围发现质量如此大的行星。

"这项研究的合著者、宾夕法尼亚州立大学天文学和天体物理学维恩-威拉曼(Verne M. Willaman)教授苏夫拉特-马哈德万(Suvrath Mahadevan)在一份声明中说:"这一发现让我们真正认识到,我们对宇宙的了解是多么肤浅。

"我们不会想到,在这样一颗低质量恒星周围会存在一颗这么重的行星"。

挑战恒星和行星的诞生过程恒星是由大量的气体和尘埃云积聚成密度过高的斑块而形成的,这些斑块不断增大,最终在自身引力的作用下坍塌。

这样,一颗幼年恒星就被称为 "原行星盘 "的残留物质所包围。

顾名思义,科学家认为行星最终就是从这个残留物质盘中诞生的。

恒星形成过程中遗留的物质数量为这些潜在行星的大小设定了限制。

研究小组确定,LHS 3154 b 的行星内核非常重,因此它所来自的行星形成盘必须拥有大量的固体物质。

宾夕法尼亚州立大学天文学研究生梅根-德拉默(Megan Delamer)解释说,简而言之,它必须拥有比当前模型预测的更多的物质。

因此,发现这颗特殊系外行星后,人们也提出了关于恒星形成的问题。

这是因为LHS 3154最初的原行星盘中尘埃与质量的比率和尘埃与气体的比率必须比预测值高出10倍,才能诞生像LHS 3154 b这样大质量的海王星般的世界。

马哈德万解释说:"低质量恒星LHS 3154周围的行星形成盘,预计不会有足够的固体质量来形成这颗行星。

"但它就在那里,所以现在我们需要重新审视我们对行星和恒星如何形成的理解。

"左)地球-太阳系统(右)新发现的系外行星 LHS 3154 b 及其恒星系统(图片宾夕法尼亚州立大学)宜居带行星探测器超出预期马哈德万及其同事利用德克萨斯州麦克唐纳天文台霍比-埃伯利望远镜的天文摄谱仪--宜居带行星探测器(HPF)探测到了系外行星LHS 3154 b。

HPF的设计目的是在系外行星围绕银河系中一些最冷的恒星运行时探测它们。

实际上,马哈德万和一个团队一起协助建造了这台仪器,其重点是那些离恒星既不太近也不太远的行星,因为它们无法承载液态水,而液态水是生命的一个关键条件。

这些行星位于恒星周围所谓的宜居带。

这类行星不容易被发现,部分原因是冷恒星的宜居带比太阳系的宜居带更靠近这些恒星。

这意味着,这些行星经常被其相对较小的母恒星发出的光线所遮挡。

此外,预计这些行星本身也很小,因此更难被探测到。

想想看,恒星就像是一堆篝火。

火越冷,你就越需要靠近火堆取暖。

马哈德万说,行星也是如此。

如果恒星更冷,那么行星就需要离恒星更近,这样它才会足够温暖,能够承载液态水。

#p#分页标题#e#"如果一颗行星与其超冷恒星的轨道足够接近,恒星光谱或光线的颜色在受到轨道行星牵引时发生了非常微妙的变化,我们就可以通过观测这种变化,来探测这颗行星。

- 10颗最像地球的系外行星- 两颗可能适合居住的类地行星环绕着宇宙后院的一颗恒星运行- 在附近恒星的宜居带发现两颗 "超级地球 "系外行星探测LHS 3154 b对HPF来说非常重要,因为它显示了该仪器具备提供重要系外行星结果的潜力。

团队成员、普林斯顿大学NASA萨根天体物理学研究员表示,这一结果超出了对该仪器的所有预期。

"我们的发现为所有现有的行星形成理论提供了一个极端的测试案例,"Mahadevan 总结道,"这正是我们建造HPF的目的,发现银河系中最常见的恒星是如何形成行星的,并找到这些行星。

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