觀測到年輕恆星周圍行星形成盤的豐富細節

08-07

原文標題：Planet-forming disc around young star revealed in unprecedented detail

作者：原文來自：Astronomy Now Posted: 2014.11.6

ALMA拍攝的迄今最清晰的影像顯示了年輕恆星金牛HL周圍的原行星盤。這些最新ALMA觀測揭示了以前從未看到過的盤內部的亞結構，甚至顯示了在系統內部的暗斑內形成的行星的可能位置。影像提供：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO).

阿塔卡馬巨毫米/亞毫米陣新近拍攝的這幅影像揭示了以前從未在年輕恆星周圍的行星形成盤內看到過的特別豐富的細節。這些是藉助ALMA以其接近完成的最大位形在亞毫米波段拍攝的迄今最清晰的照片。這些最新結論是原行星盤怎樣發展和行星怎樣形成的觀測中邁出的巨大一步。

對ALMA在其最新和最強大模式下的第一次觀測，研究人員把天線指向金牛HL，這是一顆年輕恆星，約450光年遠，被一個塵埃狀的盤包裹。獲取的影像超過了最好的預期，揭示了超乎預料的豐富細節，在恆星誕生後殘留下的物質盤內。它顯示一系列同心的亮環，被空隙分隔開。

"這些特徵幾乎肯定是正在盤內形成的年輕類行星天體的結果。這令人驚奇，因為預期這樣年輕的恆星沒有巨大的行星天體能夠產生我們在這些影像內看到的結構，」科德說，他是ALMA執行主任。

「當我們首次看到這幅影像時，我們對其壯觀的細節水平感到震驚。金牛HL有1百萬歲，然而其盤看上去已經充滿形成中的行星。這幅影像將帶來行星形成理論的革命，」弗拉哈吉斯解釋道，她是ALMA執行項目科學家和ALMA長基線戰役的先導項目科學家。

金牛HL的盤看上去比根據系統年齡預期的要更加成熟。因此，ALMA影像也表明行星形成過程可能比預想的要快速得多。

這是年輕的金牛HL及其周圍環境的合成影像，藉助來自ALMA的數據（在右上方的方格內）和NASA/ESA哈勃空間望遠鏡的數據（照片的其餘部分）。影像提供：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ESA/Hubble and NASA.

這樣高的解析度僅能夠藉助ALMA的長基線觀測能力獲取，並給天文學家提供最新信息，不可能藉助任何其它設備收集到，甚至是NASA/ESA哈勃空間望遠鏡。

「在這樣遙遠的地方安裝天線所需要的物流和基礎設施需要一個由工程師和科學家組成的專業化國際團隊的共同努力，」ALMA主任柯克斯說。「這些長基線完成了ALMA的主要目標之一，標誌著令人印象深刻的技術、科學和工程里程碑。」

像金牛HL這樣的年輕恆星誕生在氣體和微小塵埃雲中，在引力效應下已經塌縮的區域內，形成緻密的熱核最終點燃成為年輕恆星。這些年輕恆星起初被包裹在剩餘的氣體和塵埃中，並最終形成一個盤，被稱為原行星盤。

塵埃顆粒通過許多碰撞將粘結到一起，成長為沙粒和卵石大小的塊。最終，小行星、彗星甚至行星能夠在盤內形成。年輕行星將破壞盤併產生環/間隙和洞，就像在ALMA觀測到的結構內的那些東西。

對這些原行星盤的研究對我們了解地球怎樣在太陽系內形成是必要的。觀測金牛HL周圍的行星形成的第一階段可能向我們顯示我們自身的行星系統在四十多億年前形成的時候看上是怎樣的。

「今天我們所知的關於行星形成的大多數知識基於理論。具有這種細節水平的影像目前已經被轉給計算機模擬或者藝術家的印象畫。金牛HL的這些高解析度影像表明ALMA能夠達到怎樣高超的成就，當它以最大的位形工作，它開啟了我們探索恆星和行星形成的嶄新時代，」歐南台的總主任Zeeuw說。