“我们发现原行星盘的间隙和恒星质量之间有很强的相关性，这可能与大型气态系外行星的存在有关，”该研究的主要作者、不列颠哥伦比亚省维多利亚大学物理与天文学系班廷研究员尼恩克·范德马雷尔(Nienke van der Marel)说。爱博网站“高质量恒星比低质量恒星具有相对更多的间隙盘，这与系外行星中已知的相关性一致，在系外行星中，高质量恒星通常拥有气态巨行星。这些相关性直接告诉我们，行星形成盘中的间隙最有可能是由海王星质量及以上的巨行星引起的。”

原行星盘中的间隙一直被认为是行星形成的总体证据。然而，由于观测到系外行星与其恒星之间的轨道距离，人们一直持怀疑态度。“科学家们之前一直对间隙和行星之间的联系持怀疑态度的主要原因之一是，几十个天文单位的宽轨道上的系外行星很少。然而，在较小的轨道上的系外行星，在1到10个天文单位之间，要常见得多，”智利圣地亚哥阿道夫大学Ibáñez的天文学助理教授、该研究的合著者Gijs Mulders说。爱博网站“我们相信，清除了这些空隙的行星将在稍后向内迁移。”

这项新研究首次表明，这些区域的间隙盘的数量与恒星系统中巨大的系外行星的数量相匹配。“以前的研究表明，有更多的间隙盘比探测到的巨大的系外行星，”穆德斯说。“我们的研究表明，有足够多的系外行星来解释不同恒星质量的间隙盘的观测频率。”

这种相关性也适用于低质量恒星的恒星系统，在那里科学家更有可能找到大质量的岩石系外行星，也被称为超级地球。Van der Marel将于2021年9月开始成为荷兰莱顿大学的助理教授，他说:“质量较低的恒星有更多的岩石超级地球——介于地球和海王星之间。没有缝隙的圆盘更紧凑，导致超级地球的形成。”

恒星质量和行星人口统计之间的这种联系可以帮助科学家确定在整个银河系中寻找岩石行星的目标恒星。“这种对恒星质量依赖关系的新认识将有助于指导在太阳附近寻找像地球这样的小型岩石行星，”穆德斯说，他也是美国宇航局资助的外星地球团队的一员。“我们可以利用恒星质量将年轻恒星周围的行星形成盘与成熟恒星周围的系外行星连接起来。当发现一颗系外行星时，形成行星的物质通常已经消失了。所以恒星质量是一个‘标签’，它告诉我们这些系外行星的行星形成环境可能是什么样子的。”

这一切都归结为尘埃。“行星形成的一个重要因素是尘埃演化的影响，”van der Marel说。“没有巨行星，尘埃就会一直向内漂移，为形成靠近恒星的更小的岩石行星创造了最佳条件。”

目前的研究是利用ALMA的高分辨率波段6和波段7天线在先前的研究中观察到的500多个物体的数据进行的。目前，ALMA是唯一一台能够以足够高的角度分辨率拍摄毫米级尘埃分布的望远镜，以分辨尘埃盘并揭示其亚结构或缺乏亚结构。“在过去的五年里，ALMA已经对附近的恒星形成区域进行了许多快照调查，导致了数百次磁盘尘埃质量，大小和形态的测量，”van der Marel说。“大量观测到的磁盘特性使我们能够将原行星磁盘与数千个发现的系外行星进行统计比较。这是第一次使用ALMA望远镜成功地证明了间隙盘和光盘的恒星质量依赖关系。”

Mulders说:“我们的新发现将ALMA观测到的圆盘中美丽的间隙结构直接与美国宇航局开普勒任务和其他系外行星调查发现的数千颗系外行星的特性联系起来。”“系外行星及其形成帮助我们将地球和太阳系的起源置于我们所看到的其他恒星周围发生的事情的背景下。”