有史以來第一次：難以捉摸的嬰兒星球被抓到雕刻出宇宙環(huán)

我們從未見過這樣的事情。

天文學(xué)家第一次真正發(fā)現(xiàn)一顆嬰兒行星，負(fù)責(zé)在新生恒星周圍的塵埃盤上鑿出間隙。

之前對(duì)此類圓盤的觀測(cè)顯示了間隙，但雕刻它們的物體對(duì)我們的望遠(yuǎn)鏡來說仍然難以捉摸。

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WISPIT-2b（這顆系外行星的命名）的發(fā)現(xiàn)最終證實(shí)了關(guān)于嬰兒行星如何形成和生長(zhǎng)的長(zhǎng)期理論。實(shí)際上，它代表了行星天文學(xué)的游戲規(guī)則改變者：現(xiàn)在科學(xué)家們可以充實(shí)他們的理論，相信它們確實(shí)是正確的。

“關(guān)于這些觀測(cè)到的圓盤間隙是由原行星引起的，已經(jīng)寫了數(shù)十篇理論論文，但直到今天還沒有人找到明確的理論論文，”天文學(xué)家萊爾德·克洛斯說亞利桑那大學(xué)。

“實(shí)際上，在文獻(xiàn)和整個(gè)天文學(xué)中，我們有一個(gè)非常黑暗的間隙，但我們無法檢測(cè)到其中微弱的系外行星，這一直是一個(gè)緊張點(diǎn)。許多人懷疑原行星能否彌補(bǔ)這些差距，但現(xiàn)在我們知道，事實(shí)上，它們可以。

恒星及其行星的誕生過程是一個(gè)復(fù)雜的過程。首先，冷分子云中的一個(gè)區(qū)域需要被壓縮到足以使一個(gè)大而致密的結(jié)在重力作用下崩潰。那是恒星或原恒星的種子。當(dāng)它旋轉(zhuǎn)時(shí)，來自其周圍云的物質(zhì)被角動(dòng)量到一個(gè)磁盤中，該磁盤將成長(zhǎng)中的原星.

最終，原恒星變得如此巨大，以至于核心中的壓力和溫度高到足以點(diǎn)燃核聚變.與此同時(shí)，恒星風(fēng)將內(nèi)盤推開，超出恒星引力的范圍。那個(gè)圓盤的剩余部分繼續(xù)繞恒星運(yùn)行，聚集在一起形成恒星的行星、小行星和彗星.

在這種聚集過程中，原行星盤中會(huì)打開間隙，我們將其視為恒星周圍的環(huán)。例如，阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列已成像其中許多磁盤以及其中的縫隙。但雕刻它們的實(shí)際行星要難得多。

處于形成陣痛中的行星特別富含熱氫氣體，這些氫氣會(huì)釋放出大量稱為 H-α 的光.在原行星盤，一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了 MagAO-X，這是一種用于麥哲倫望遠(yuǎn)鏡的自適應(yīng)光學(xué)制度。

“隨著行星的形成和生長(zhǎng)，它們會(huì)從周圍環(huán)境中吸入氫氣，當(dāng)這種氣體像來自外太空的巨大瀑布一樣撞擊它們并撞擊表面時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生極熱的等離子體，進(jìn)而發(fā)出這種特殊的 H-α 光特征，”克洛斯說.

“MagAO-X 專門設(shè)計(jì)用于尋找落在年輕原行星上的氫氣，這就是我們檢測(cè)它們的方式?！?/p>

恒星 TYC-5709-354-1（現(xiàn)在也稱為 WISPIT-2）是一顆距離約 434 光年的類太陽小恒星。之前的觀測(cè)顯示它周圍有一個(gè)大圓盤，上面有研究人員稱一個(gè)“驚人地大”的差距。他們使用 MagAO-X 研究了一系列恒星，但直到 WISPIT-2 才大受歡迎。

真是太成功了。結(jié)合使用 ESO 的甚大望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行的近紅外觀測(cè)，研究人員能夠確定靜止形成系統(tǒng)的一些關(guān)鍵特性。

原行星 WISPIT-2b，一顆質(zhì)量約為 5 倍的氣態(tài)巨行星木星，位于那個(gè)極大的間隙中，距離它的恒星大約 54 個(gè)天文單位。這是地球和太陽之間距離的 54 倍;對(duì)于上下文，冥王星軌道為 40 個(gè)天文單位。

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這是一個(gè)令人難以置信的發(fā)現(xiàn)，它揭示了我們自己的太陽系可能是什么樣子圍繞嬰兒太陽形成，研究人員說.因此，它不僅可以讓我們深入了解一般的系統(tǒng)形成，還可以讓我們深入了解我們自己的銀河系小角落是如何形成的。

“這是有史以來觀測(cè)到的第一顆成環(huán)嵌入行星，為行星形成界提供了一個(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)來更多地了解行星形成盤的物理學(xué)——特別是它們的粘性，這是它們?nèi)绾坞S時(shí)間擴(kuò)散以及傳輸材料和角動(dòng)量的關(guān)鍵因素，”天文學(xué)家 Richelle van Capelleveen 說荷蘭萊頓大學(xué)。

“這個(gè)系統(tǒng)可能會(huì)在很多年內(nèi)繼續(xù)成為基準(zhǔn)?！?/p>

這一發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在兩篇論文中天體物理學(xué)雜志快報(bào).可以找到它們這里和這里.

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