PDS 70b行星的紅外圖像(左)看起來更像是具有一個環(huán)繞其運行的圓盤(中),而不是單單一顆行星(右)
新浪科技訊 北京時間8月1日消息,據(jù)國外媒體報道,天文學家花了數(shù)十年甚至幾百年的時間,希望能觀測到處于萌芽狀態(tài)的行星,2018年,一個國際天文學團隊發(fā)現(xiàn)在圍繞一些年輕恒星旋轉的原行星盤(由氣體和塵埃組成的圓盤)中,存在特殊的間隙結構,這種結構很可能是新形成的行星造成的,但不確定如何解釋這些間接的線索。
一年的時間很快過去,天文學家取得了重要的突破,他們對一顆名為PDS 70的恒星的觀測越來越詳細,不僅發(fā)現(xiàn)了一顆新生行星,還發(fā)現(xiàn)了第二顆行星可能存在的證據(jù)。PDS 70恒星比太陽略小,距離地球約370光年,圍繞它運轉的這些行星非常年輕,似乎還在成長,更重要的是,其中一顆行星被自身的旋轉氣體和塵埃圓盤包圍,而這種結構被認為可以孵化出大型衛(wèi)星,如果該發(fā)現(xiàn)得到證實,就將為長期以來關于行星及其衛(wèi)星如何形成的觀點提供有力的支持。
最初的發(fā)現(xiàn)是在2018年6月,當時有天文學家發(fā)布了一張圖片,一顆行星在PDS 70恒星周圍的原行星盤內(nèi)繞軌道運行,PDS 70是一顆大約有500萬年歷史的年輕恒星(太陽的年齡大約是它的1000倍),一個月后,另一項研究表明,當熾熱的氫原子落在這顆行星上時,它發(fā)出了一束深紅色的光,表明該行星仍在不斷膨脹。
就在不久前,天文學家宣布PDS 70擁有第二顆巨大的“嬰兒”行星,它仍然在吸收周圍的氫,PDS 70最厲害的地方在于,它至少擁有一顆行星,這是毫無疑問的,而第二顆行星存在的證據(jù)也非常令人信服。
這些發(fā)現(xiàn)大部分來自甚大望遠鏡(VLT),這是歐洲南方天文臺在智利阿塔卡馬沙漠建造的大型光學望遠鏡,由4臺相同的8.2米口徑望遠鏡組成。為了找到第二顆行星,并進一步確認第一顆行星的存在,研究團隊使用甚大望遠鏡的新設備多目標光譜探測儀(MUSE)來尋找它們釋放的氫,2018年夏天的一個晴朗夜晚,他們獲得了數(shù)據(jù),當時MUSE還在接受測試,考慮到這些儀器探測這兩顆行星的能力是如此之強,未來的進展真的很令人興奮。
到目前為止,這兩顆行星似乎很符合此前未經(jīng)驗證的行星形成理論的預測,早在2012年,天文學家第一次在PDS 70恒星的圓盤上發(fā)現(xiàn)了一條空曠且沒有塵埃的間隙帶,這條帶的起始位置相當于天王星在太陽系中的軌道,并延伸至大約三倍的距離。
第一顆行星被命名為PDS 70b,就在這個圓盤間隙帶的內(nèi)邊緣徘徊,但是,僅僅一顆行星還無法解釋為什么這個間隙如此之大,在理論上,兩顆行星會導致圓盤中出現(xiàn)更加寬闊的間隙,這正是新數(shù)據(jù)所顯示的,在間隙帶外邊緣附近發(fā)現(xiàn)的第二顆行星圍繞恒星運行一周的時間,是內(nèi)側行星運行一周時間的兩倍,一切似乎都開始聯(lián)系起來了。
PDS 70與其明亮的行星距離遙遠,因此天文學家可以調(diào)整觀測手段,進一步揭示該恒星系的秘密。參與發(fā)現(xiàn)第二顆行星的空間望遠鏡科學研究所的天文學家朱利安·吉拉德(Julien Girard)說:“PDS 70正在成為一個基準系統(tǒng)。”
天文學家通過甚大望遠鏡的另一個新設備Sinfoni——一個擁有自適應光學系統(tǒng)的二維光譜成像儀器——對孕育衛(wèi)星的繞行星圓盤進行了初步探測。在去年PDS 70b首次被發(fā)現(xiàn)之后,測量結果表明,來自PDS 70b的光線中包含了比單獨一顆行星更多的紅光,這些數(shù)據(jù)揭示該行星周圍存在一個塵埃物質圓盤,它能吸收熱量,然后以紅外線波長重新釋放熱量。
在太陽系形成的模型中,像這樣的小圓盤最終合并成了衛(wèi)星,例如伽利略發(fā)現(xiàn)的四顆木星衛(wèi)星。如果這些初步觀測得到其他天文臺的證實,那就能為太陽系形成模型提供有力的證據(jù),這很好地證實了巨型行星周圍可以存在一個環(huán)繞其運行的圓盤,木星并沒有那么特別。在太陽系中,木衛(wèi)二和土衛(wèi)二這兩個最有希望尋找生命的星球就圍繞著巨大的行星運行,如果巨型氣態(tài)行星幼年時經(jīng)常擁有可以制造衛(wèi)星的圓盤,那么“也許木衛(wèi)二或土衛(wèi)二在銀河系中相當常見。”(任天)