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来自研究机构

哈勃望远镜追踪了行星形成盘周围的影子

日期:
2023年5月4日
来源:
美国宇航局/戈达德太空飞行中心
简介:
年轻的长蛇座TW恒星正在玩“皮影木偶”,科学家们正在用美国宇航局的哈勃太空望远镜观察它。2017年,天文学家报告说,发现一个阴影掠过围绕红矮星的巨大煎饼状气体和尘埃盘的表面。这个阴影不是来自行星,而是来自一个相对于更大的外盘稍微倾斜的内盘——导致它投射出阴影。一种解释是,一颗看不见的行星的引力将尘埃和气体拉入行星的倾斜轨道。年轻的长蛇座TW恒星正在玩“皮影木偶”,科学家们正在用美国宇航局的哈勃太空望远镜观察它。现在,第二个影子——在玩躲猫猫的游戏——在哈勃望远镜MAST档案中储存的观测结果之间的短短几年里出现了。这可能来自系统内部的另一个磁盘。这两个圆盘很可能是正在形成的一对行星的证据。
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完整的故事

年轻的长蛇座TW恒星正在和科学家们玩“皮影木偶”,科学家们正在用美国宇航局的哈勃太空望远镜观察它。

2017年,天文学家报告说,发现一个阴影掠过围绕红矮星的巨大煎饼状气体和尘埃盘的表面。这个阴影不是来自行星,而是来自一个相对于更大的外盘稍微倾斜的内盘——导致它投射出阴影。一种解释是,一颗看不见的行星的引力将尘埃和气体拉入行星的倾斜轨道。

现在,第二个影子——在玩躲猫猫的游戏——在哈勃望远镜MAST档案中储存的观测结果之间的短短几年里出现了。这可能来自系统内部的另一个磁盘。这两个圆盘很可能是正在形成的一对行星的证据。

长蛇座TW的年龄不到1000万年,距离地球约200光年。在婴儿期,我们的太阳系可能类似于大约46亿年前的长蛇座星系。因为长蛇座TW星系几乎是面朝地球的,所以它是获得行星建造场靶心视图的最佳目标。

第二个阴影是在2021年6月6日的观测中发现的,这是一个多年计划的一部分,旨在跟踪星周盘中的阴影。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所的欧洲航天局AURA/STScI的约翰·德贝斯将长蛇座TW圆盘与几年前哈勃望远镜的观测结果进行了比较。

“我们发现阴影做了一些完全不同的事情,”德贝斯说,他是该研究的首席研究员和主要作者天体物理学杂志.“当我第一次看到这些数据时,我认为观察结果出了问题,因为这不是我所期望的。一开始我很困惑,我所有的合作者都在问:这是怎么回事?我们真的很挠头,花了很长时间才找到一个解释。”

该团队提出的最佳解决方案是,有两个不对齐的圆盘投射阴影。在之前的观测中,它们靠得太近了,所以被忽略了。随着时间的推移,他们现在已经分开,分裂成两个影子。“我们以前从未在原行星盘上看到过这种情况。这使得系统比我们原先想象的要复杂得多。”

最简单的解释是,不一致的圆盘可能是由两颗轨道平面略有不同的行星的引力引起的。哈勃正在拼凑一个系统结构的整体视图。

这些圆盘可能是行星在绕恒星旋转时相互碰撞的代理。这有点像以稍微不同的速度旋转两张黑胶唱片。有时标签会匹配,但其中一个会领先于另一个。

“这确实表明,这两颗行星必须离得相当近。如果其中一个比另一个移动得快得多,这在早期的观察中就会被注意到。这就像两辆互相接近的赛车,但其中一辆慢慢地超过并超越了另一辆。”

这些被怀疑的行星位于木星到太阳的距离大致相当的区域。而且,这些阴影大约每15年绕恒星旋转一次——在距离恒星的距离上,这是预期的轨道周期。

此外,这两个内部磁盘相对于外部磁盘的平面倾斜约5至7度。这与我们太阳系内的轨道倾角范围相当。“这与典型的太阳系风格的建筑是一致的,”德贝斯说。

阴影落在的外盘可能延伸到我们太阳系柯伊伯带半径的几倍。这个较大的圆盘在冥王星与太阳平均距离的两倍处有一个奇怪的缺口。这可能是太阳系中存在第三颗行星的证据。

任何内行星都很难被探测到,因为它们发出的光会被恒星的耀眼光芒所掩盖。此外,星系中的灰尘会使它们的反射光变暗。欧洲航天局的盖亚太空天文台也许能够测量到木星质量的行星是否在拖拽它,但考虑到它的轨道周期很长,这需要数年的时间。

长蛇座TW的数据来自哈勃太空望远镜成像光谱仪。詹姆斯·韦伯太空望远镜的红外视觉也可以更详细地显示阴影。

哈勃太空望远镜是美国宇航局和欧洲航天局之间的国际合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心管理着这台望远镜。位于巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)负责哈勃的科学操作。STScI是由位于华盛顿特区的美国大学天文学研究协会为美国宇航局运营的爱博网站

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故事来源:

材料所提供的美国宇航局/戈达德太空飞行中心注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. 约翰·德贝斯、丽贝卡·尼尔伦、理查德·亚历山大、艾丽西亚·j·温伯格、斯凯勒·格蕾丝·沃尔夫、迪恩·海恩斯、乔尔·卡斯特纳、汉娜·张康德尔、克里斯托夫·平特、彼得·普拉夫坎、劳伦特·普约。TW Hya盘上阴影的惊人演化*天体物理学杂志, 2023;948 (1): 36 doi:10.3847 / 1538 - 4357 / acbdf1

引用此页

美国宇航局/戈达德太空飞行中心。“哈勃望远镜追踪了行星形成盘周围的影子游戏。”《科学日报》。科学日报,2023年5月4日。< www.koonmotors.com/releases/2023/05/230504111846.htm >。
美国宇航局/戈达德太空飞行中心。(2023年5月4日)。哈勃望远镜追踪了行星形成盘周围的影子游戏。《科学日报》.2023年6月19日检索自www.koonmotors.com/releases/2023/05/230504111846.htm
美国宇航局/戈达德太空飞行中心。“哈勃望远镜追踪了行星形成盘周围的影子游戏。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2023/05/230504111846.htm(2023年6月19日访问)。

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