ALMA最清晰照片揭露行星誕生細節

ALMA拍攝的最清晰影像，展示了450光年以外一顆年齡不超過100萬年的恆星周圍，行星正在塵埃氣體盤中形成的場景。圖片來源：ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); C. Brogan, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

天文學家在測試和檢驗阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣（ALMA）新的高解析度性能的時候，在一顆新生恆星周圍拍到了迄今最清晰的行星形成景象。

這張革命性的新影像，揭示了金牛座HL周圍行星形成盤的驚人細節。這顆類似太陽的恆星位於金牛座中，距離地球大約450光年。

ALMA在這個恆星系統中發現前所未見的特徵，包括多個同心圓環，相互之間被邊界清晰的環縫隔開。這些結構表明，在這顆相當年輕的恆星周圍，行星形成過程已經在順利進行了。

ALMA副主管斯圖亞特·科德（Stuartt Corder）說，「這些特徵幾乎是年輕的行星狀天體在物質盤中成型所帶來的必然結果。這讓人相當驚訝，因為金牛座HL的年齡還不到100萬年，沒有人預料到這麼年輕的恆星會擁有這麼大的行星類天體，能夠產生出我們在這張影像中看到的這些結構。」

天文學家認為，所有恆星都是氣體塵埃雲在自身引力作用下坍縮而形成的。隨著時間的推移，恆星周圍的塵埃顆粒會粘連在一起，聚集形成砂粒，卵石，以及巨大的石塊。最終，這些物質會構成一個薄薄的原行星盤，小行星和行星就在其中形成。

一旦這些行星類天體獲得了足夠大的質量，它們就會反過來重塑原行星盤的結構。它們會掃清軌道附近的碎屑，把塵埃和氣體驅趕到越來越窄的區域之中，從而在原行星盤中形成環帶和環隙。

行星狀天體在原行星盤中形成之後，它們會用引力掃清自身軌道附近的碎屑，從而在原行星盤中產生清晰的縫隙。這是一張藝術概念圖，與ALMA實際拍到的影像別無二致。圖片來源：National Science Foundation, A. Khan

ALMA拍到的這幅最新影像，揭示的就是這樣一個景象，展示了細膩到驚人的細節，提供了迄今最清晰的、有關行星形成的影像。如此清晰的影像，過去只在計算機模擬和藝術家的畫筆下出現過。ALMA履行了當初建造它的承諾，提供了最直接的證據，證明我們的宇宙跟理論上的推演極為吻合。

美國國家射電天文台台長托尼·比斯利（Tony Beasley）說「這個新的觀測結果出人意料，為行星形成過程提供了難以置信的影像。想理解我們自己的太陽系如何演化成現在這樣，並了解行星在宇宙各個角落又如何形成，這樣的清晰度是至關重要的。」

在可見光波段，金牛座HL隱藏在厚厚的一個塵埃氣體包層的後面。好在ALMA觀測的電磁波波長要比可見光長得多，因此它有能力看穿擋在前面的塵埃，研究這個雲團核心處正在發生的物理過程。美國國家射電天文台的天文學家克麗絲特爾·布羅根（Crystal Brogan）說，「這確實是這一波段迄今見過的最不尋常的影像。它展示出來的細節如此細膩，甚至比許多可見光圖像更讓人印象深刻。我們能夠看到行星正在誕生的場景，這一事實不僅將幫助我們理解其他恆星周圍行星如何形成，還將幫助我們理解太陽系自身的起源。」

ALMA建造於智利北部的阿塔卡馬沙漠，完成建成後將由66面射電望遠鏡構成。圖片來源：redorbit.com

ALMA的觀測解析度之所以如此之高，是因為隸屬於這一陣列的天線之間的間距能夠達到15千米。這樣的基線在毫米波段能夠提供高達35毫角秒的解析度，相當於在110千米以外看見一枚硬幣。

這些長基線實現了ALMA的一個主要目標，標誌著ALMA又達到了一個技術和工程上的里程碑。未來ALMA最長可以用16千米的基線進行觀測，將提供更加清晰的影像，繼續擴展我們對於宇宙的理解。（編輯：Steed）

編譯來源 美國國家射電天文台官網，Birth of Planets Revealed in Astonishing Detail in ALMA』s 『Best Image Ever』

推薦閱讀：