追尋塵埃發現行星

07-21

原文標題：Follow the Dust to Find Planets

作者：Whitney Clavin 原文來自：NASA Posted: 2014. 11. 10

研究者在考察一個貌似膨大版的太陽系時，發現它是封存在細密的塵埃暈環中的。這一發現是基於NASA的斯皮策空間望遠鏡與歐洲空間局的赫歇爾空間天文台（NASA為其作出了貢獻）獲取的紅外數據得出的。

這張藝術概念圖描繪了在塵埃帶之間環繞恆星的巨行星。科學家認為，恆星系統HD 95086可能擁有與上圖類似的行星結構。人們已經知道該恆星系統擁有兩道塵埃帶以及一顆大質量行星，不過更多的巨行星可能潛藏其中，沒有被人看到。（圖片提供：NASA/JPL-Caltech）

這個富含塵埃的恆星系統名為HD 95086，位於船底座，距離地球295光年。據信它擁有兩道塵埃帶，它們位於新發現的外圍塵埃暈環之中。其中的一道塵埃帶較為溫暖，距離恆星更近，就好像是太陽系的小行星帶一樣。而另一道塵埃帶溫度較低，距離恆星更遠，與冰態彗星組成的柯伊伯帶類似。

相關研究論文的第一作者、來自圖森（Tucson）市亞利桑那大學的助理天文學家凱特·蘇（Kate Su）說：「通過觀測類似這樣的其他恆星系統，我們就可以拼湊出太陽系形成的過程了。」

在我們的提啊一些中，木星、土星、天王星以及海王星夾在了兩道塵埃帶之間。科學家認為，HD 95086這一恆星系統中發生的情況類似，只是尺度更大。人們已經知道，其中的一顆行星（質量大約是木星的5倍）正好座落在HD 95086溫度較低的那道塵埃帶中。其他大質量行星可能就潛藏在兩道塵埃帶之間，等待人們去發現。

來自斯皮策與赫歇爾望遠鏡的這種研究為地基望遠鏡指明了道路，去拍攝隱藏行星的照片，這一技術被稱為直接成像。實際上，HD 95086系統中已知存在的那顆行星正是在2013年使用該技術發現並拍攝下來的。由於行星非常暗淡且距離遙遠，圖像並不清晰，不過它們揭示出了這個行星系統整體結構的新信息。

這張示意圖描繪了兩個相似的恆星系統——HD 95086與HR 8799。來自NASA斯皮策空間望遠鏡的線索表明，兩個系統中都存在兩道塵埃帶，其中一道是溫熱的內帶，類似於太陽系的小行星帶；另一道是溫度較低的外帶，類似於由冰質彗星組成的柯伊伯帶。大圖與說明文字請點擊（圖片提供：NASA/JPL-Caltech）

論文的合作者、亞利桑那大學的博士生薩拉·莫里森（Sarah Morrison）說：「通過了解殘片的成分，再結合系統中已知行星的特性，我們就可以了解這裡還可以有什麼樣的行星了。」莫里森計算了計算機模型，以限制該系統可能擁有的行星數量。「我們知道我們應該去搜索多顆行星，而不僅僅是一顆巨行星。」

為了了解HD 95086可能的模樣，天文學家轉而研究另一個類似的恆星系統——HR 8799。這個系統也擁有內外殘骸帶，外面包裹著一層細密塵埃組成的大型暈環，兩道塵埃帶之間存在4顆已知行星，它們位處第一批被直接拍下的系外行星（也就是太陽系之外的行星）之列。

對這兩個恆星系統的數據進行的比較說明，HD 95086與它的兄弟HR 8799一樣，也可能擁有多顆尚未被看到的行星。地基望遠鏡可能能夠拍下行星家族的照片。

HD 95086與HR 8799二者都比太陽系年輕得多，塵埃含量也更高。當行星系統年紀尚輕，仍處在形成期時，增長中的行星、小行星以及彗星等天體之間的碰撞會揚起塵埃。一些塵埃凝集形成了行星，一些終於塵埃帶中，其餘的要麼被吹入暈環中，要麼流入了恆星。

赫歇爾與斯皮策都是研究這些系統中塵埃結構的理想工具，原因是塵埃會在這兩架望遠鏡探測的紅外波段發出輻射。

這項研究在11月8至15日於亞利桑那州圖森召開的美國天文學會行星科學分會會議上被公布。

更多關於此項研究的信息請訪問http://uanews.org/story/baby-photos-of-a-scaled-up-solar-system。

論文的其他合作者包括來自德國海德堡（Heidelberg）馬普天文所的佐爾坦·巴洛格（Zoltan Balog），以及來自亞利桑那大學的雷努·馬爾霍特拉（Renu Malhotra）、保羅·史密斯（Paul Smith）與喬治·里克（George Rieke）。

NASA設在加州帕薩迪那（Pasadena）的噴氣推進實驗室為華盛頓的NASA科學任務理事會管理著斯必澤空間望遠鏡任務。科研運轉由帕薩迪那加州理工學院的斯必澤科學中心執行。航天器控制是在科羅拉多州利特爾頓（Littleton）的洛克希德—馬丁航天系統公司完成的。望遠鏡數據由在加州理工學院紅外數據分析處理中心的紅外科研檔案館存檔。加州理工學院為NASA管理著JPL。更多關於斯必澤望遠鏡的信息請訪問http://www.nasa.gov/spitzer。

赫歇爾望遠鏡是歐洲空間局的項目，攜帶有歐洲研究機構團體提供的科研儀器，NASA對其作出了重要貢獻。雖然在2013年4月如期耗盡冷卻劑之後望遠鏡已經停止了科學觀測，科學家仍在繼續分析它的數據。NASA的赫歇爾計劃辦公室設在JPL。JPL為赫歇爾3台科學儀器中的兩台提供了任務適應性技術。NASA的赫歇爾科學中心是帕薩迪那加州理工學院紅外處理分析中心的一部分，它為美國的天文界提供支持。更多信息請訪問http://www.nasa.gov/herschel。

（全文完）