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Alma提供了行星诞生的前所未有的观点

时间:2021-08-05 13:52:14 来源:

ALMA的附近的原始磁盘的高分辨率图像,这是高角度分辨率项目(DSharp)的磁盘子结构的结果。

天文学家在遥远的恒星周围的轨道上编目了近4,000个外产品。虽然这些新发现世界的发现已经教会了我们,但仍然有一个很大的交易我们不了解行星的诞生和精确的宇宙食谱,这些食谱产生了我们已经揭开的广泛行星体的各种各样的行星体,包括所谓的热门Jupiters,大规模的岩石世界,冰冷的矮人行星,和 - 希望很快 - 遥远的地球类似物。

为了帮助回答这些和其他有趣的问题,天文学家团队已经开展了Alma的第一个大规模,高分辨率的原始磁盘,灰尘和气体周围的年轻恒星。

被称为高角度分辨率项目(DSHARP)的磁盘子结构,这是Atacama大毫米/亚峰级阵列(ALMA)的“大型程序”所产生的令人惊叹,高分辨率的20个附近的原始磁盘,并给予天文学家新的见解它们包含的各种功能以及行星可以出现的速度。

本调查结果将出现在天体物理日志字母的特殊焦点问题中。


其中二十个磁盘中标有四个的标记版,包括Alma对附近的原始磁盘的最高分辨率调查。 - AS 209是托管一盘磁盘的明星,达到100万岁,位于地球上约400岁。Alma Image在其内盘中显示了一系列紧密包装的尘土飞扬环,以及远离中心星的两个额外的灰尘带。 - HD 143006约为500万岁,距离地球有540岁。此明星寄出一个磁盘,这些磁盘显示在划分磁盘内部和外部部分和外部的灰尘道之间的宽隙。可以在外圈的左下部分看到致密的弧形区域,可能覆盖彗星或其他冰冷的体的形成材料的浓度。 - Alma揭示了尘埃盘的螺旋臂,这是一个距离地球约515岁左右的年轻明星。这些图案可以是扰动盘的看不见行星伴侣的结果,或者在类似于银河系中的螺旋星系中看到的磁盘结构中的全局不稳定性。 - 至于205,是一个多星级系统,每个明星都有自己的尘土飞扬的盘。由于银河系中大多数恒星是倍数,因此该观察结果为这种系统中的行星提供了线索。该系统位于地球上约420岁。

据研究人员称,这些观察结果的最引人注目的解释是大行星,可能与海王星或土星的大小和成分相似,形式快,比当前理论快得多。这些行星在距离主恒星的巨大距离中也倾向于在太阳系的外部到来。

这种早期的形成也可能有助于解释岩石,地球大小的世界如何能够发展和生长,幸存于他们推定的自我破坏性青春期。

“这个月长期观测活动的目标是寻找原主象磁盘的结构性共性和差异。Alma非常尖锐的愿景揭示了先前看不见的结构和意外的复杂模式,“哈佛史密沙的天文学家(CFA)的天文学家肖恩安德鲁斯和阿尔玛观察活动的领导者以及赖斯大学的AndreaPérez的Andrea Isella的领导者。智利大学,海德伯格大学的康利斯·蒙德勒蒙德。“我们正在看到各种各样的各种群众的各种各样的鲜明恒星上看到了鲜明的细节。对这些高度持续性的最引人注目的解释,小规模的特征是,有没有与磁盘材料相互作用的看不见的行星。“

行星形成的领先型号持有该行星诞生于原文象盘内的灰尘和天然气的逐渐积累,从冰冷的粉尘的谷物开始,使得形成更大且较大的岩石,直到小行星,行星和行星出现。这个层次的过程应该花费数百万年来展开,这表明它对更老的,更成熟的系统的影响将是最普遍的。但是,安装证据表明情况并非总是如此。

Alma的早期观察年轻的原始磁盘,一些大约一百万年,揭示了令人惊讶的明确定义的结构,包括突出的戒指和差距,这似乎是行星的标志。天文学家最初是谨慎的,以便将这些特征归于行星的行动,因为其他自然过程可以在剧中。


艺术家的战语磁盘的动画。可以看到新成立的行星在中央宿主恒星周围旅行,扫除轨道清澈的灰尘和天然气。最近通过Alma观察到这些相同的环形链路结构围绕许多年轻恒星。

“在年轻圆盘的第一高分辨率图像中看到可能的行星形成签名是令人惊讶的。重要的是要了解这些是否是异常或者这些签名在磁盘中是常见的,“CFA研究生Jane Huang说,研究团队成员。

由于天文学家可以学习的磁盘初始样本是如此之小,因此不可能得出任何总体结论。它可以是天文学家正在观察非典型系统。需要对各种原始磁盘进行更多观察,以确定他们看到的特征的最有可能的原因。

DSHARP广告系列旨在精确地做到这一点,通过研究20附近20张原始板块大约20个粉尘颗粒的相对小规模分布。这些灰尘颗粒自然地以毫米波长光线发出,使Alma能够精确地映射在年轻恒星周围的小型固体颗粒的密度分布。

根据距离地球的明星的距离,Alma能够将特征区分开,作为一些天文单位。(天文单位是地球到太阳的平均距离 - 约1.5亿公里,这是一种有用的规模,用于测量明星系统等距离的距离)。使用这些观察结果,研究人员能够通过附近的原始磁盘进行整个群体,并研究他们的AU级别特征。

研究人员发现许多子结构 - 同心间隙,窄环 - 几乎所有磁盘都是共同的,而在某些情况下也存在大规模的螺旋模式和弧形特征。此外,磁盘和间隙存在于来自宿主恒星的各种距离,从几个au到100多个au,这比海王星到我们太阳的距离三倍以上。

这些功能可能是大行星的印记,可以解释岩石的地球状行星如何能够形成和生长。几十年来,天文学家在行星形成理论中困扰着主要的障碍:一旦尘土飞扬的身体成长到一定尺寸 - 直径约一厘米 - 平滑原子层盘的动态会诱使它们陷入其宿主之星,从不获取形成像火星,金星和地球等行星所必需的群众。

我们现在看到的灰尘茂密的戒指会为岩石世界产生一个安全的避风港,以完全成熟。它们的更高密度和灰尘颗粒的浓度将在盘中产生扰动,形成平坦的区域将有更多时间生长成完全剥落的行星。

“当Alma真正揭示其HL Tau的标志性形象的能力时,我们不得不想知道这是因为磁盘相对庞大而且年轻人的异常值,”洛拉伯兹与智利大学的劳拉佩雷斯和研究团队的成员。“这些最新的观察表明,尽管引人注目,但是HL TAU远非不寻常,并且实际上可能代表年轻恒星周围行星的正常演变。”


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