NASA 的哈伯太空望遠鏡捕捉到迄今為止最詳細的、圍繞年輕恆星的已知最大原行星盤的可見光影像。這個巨大的結構比天文學家預期的要混亂和湍流得多,擁有延伸至盤面高處和低處的巨大氣體和塵埃絲狀物。更不尋常的是,最長的絲狀結構僅出現在盤面的一側。
這項發表在《天文物理期刊》上的發現,為科學家提供了一個難得的機會,得以一窺行星在極端宇宙環境中形成的過程,並突顯了哈伯望遠鏡在探索宇宙中的持續作用。
前所未見的巨大行星形成盤
這個系統,稱為 IRAS 23077+6707,暱稱為「吸血鬼的奇瓦托」(Dracula's Chivito),距離地球約 1,000 光年。這個巨大的盤面橫跨近 4,000 億英里,比我們太陽系到古柏帶的距離寬約 40 倍。
盤面中心是一顆被厚厚塵埃和氣體雲遮蔽的年輕恆星。研究人員認為這個天體可能是一顆巨大的單星,或者可能是兩顆相互繞行的恆星。除了是迄今為止發現的最大行星形成盤外,科學家表示它也可能是最奇特的之一。
「在原行星盤成像中,我們看到如此細節的程度非常罕見,而這些新的哈伯影像顯示,行星育兒所可以比我們預期的更活躍、更混亂,」首席作者 Kristina Monsch,來自哈佛史密森尼天文物理中心(CfA)表示。「我們幾乎是從側面觀察這個盤面,其飄渺的上層和不對稱的特徵尤其引人注目。哈伯和 NASA 的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡在其他盤面中也瞥見了類似的結構,但 IRAS 23077+6707 為我們提供了獨特的視角——讓我們能夠以前所未有的細節程度,在可見光下追蹤其子結構。這使得該系統成為研究行星形成及其發生環境的獨特新實驗室。」
這個不尋常的暱稱反映了研究人員的背景。一位科學家來自特蘭西瓦尼亞,另一位則來自烏拉圭,奇瓦托(chivito)是當地一種受歡迎的三明治。從側面看,這個盤面就像一個漢堡,中心是黑暗的,周圍是上方和下方的發光塵埃和氣體層。
科學家們對盤面的不均勻外觀特別感興趣。哈伯的影像顯示,高聳的絲狀結構僅從盤面的一側延伸出來,而另一側則輪廓分明,缺乏類似的特徵。
研究人員認為,這種奇怪的不對稱性可能是由系統內的活躍過程引起的,例如新物質落入盤面或與附近環境的相互作用。
「我們驚訝地發現這個盤面如此不對稱,」共同研究員 Joshua Bennett Lovell,也是 CfA 的天文學家說。「哈伯讓我們得以近距離觀察正在塑造盤面、形成新行星的混亂過程——這些過程我們尚未完全理解,但現在可以以一種全新的方式來研究。」
行星系統從圍繞年輕恆星的巨大氣體和塵埃盤中發展而來。隨著時間的推移,一些物質落入恆星,而剩餘的物質則逐漸形成行星。
科學家估計 IRAS 23077+6707 的質量可能相當於木星質量的 10 到 30 倍,提供了足夠的物質來創造數顆巨大的行星。研究人員表示,該系統可能類似於早期太陽系的放大版本。
「理論上,IRAS 23077+6707 可能擁有一個龐大的行星系統,」Monsch 說。「雖然在如此巨大的環境中,行星形成可能有所不同,但基本過程很可能相似。目前,我們面臨的問題多於答案,但這些新影像為理解行星如何隨著時間和在不同環境中形成提供了一個起點。」
哈伯太空望遠鏡已運行超過 30 年,並持續帶來重大發現,擴展了科學家對宇宙的理解。哈伯是 NASA 和 ESA(歐洲太空總署)的聯合項目。位於馬里蘭州格林貝爾特的 NASA 戈達德太空飛行中心負責望遠鏡和任務運營,而位於丹佛的洛克希德·馬丁太空公司也支持運營。由大學天文研究協會運營的巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所,為 NASA 管理哈伯的科學運營。
