天文学家在出生的行为中捕捉行星
通过在两颗年轻恒星周围探测到形成行星的“鹅卵石”,揭示了像我们这样的太阳系是如何诞生的迷人一瞥。 这些创造新世界的种子被认为会随着时间的推移逐渐聚集在一起,这与 45 亿年前首次创造木星的方式大致相同,其次是土星、天王星、海王星、水星、金星、地球和火星。 形成行星的盘,被称为原行星盘,至少在类似海王星的轨道上被发现围绕着年轻的恒星 DG Tau 和 HL Tau,它们都距离地球约 450 光年。 在达勒姆举行的皇家天文学会 2025 年全国天文学会议上公布的新观测结果正在帮助填补行星形成之谜的缺失部分。 “这些观测表明,像 DG Tau 和 HL Tau 这样的盘已经包含大量形成行星的鹅卵石,至少可以到达类似海王星的轨道,”SKA 天文台的研究员 Katie Hesterly 博士说。 “这可能足以建造比我们自己的太阳系更大的行星系统。” 最新研究是 PEBBLeS 项目(行星地球积木 -- 一项传统的 eMERLIN 调查)的一部分,该项目由卡迪夫大学的 Jane Greaves 教授领导。 通过对许多恒星的岩石带进行成像,该团队正在寻找行星形成的频率和位置的线索,这些恒星将演化成像我们一样的未来太阳。 该调查使用 e-MERLIN,这是一种干涉仪阵列七台射电望远镜横跨英国 217 公里(135 英里),通过超高速光纤网络连接到其位于柴郡乔德雷尔班克天文台的总部。 它是目前唯一一台能够以该科学所需的分辨率和灵敏度研究原行星盘(行星形成的宇宙苗圃)的射电望远镜。 “通过这些观察,我们现在能够调查固体物质在这些圆盘中聚集的位置,从而提供见解进入行星形成的最早阶段之一,“格里夫斯教授说。 自 1990 年代以来,天文学家发现了气体和尘埃盘,以及近 2,000 颗完全形成的行星,但形成的中间阶段更难探测。 “几十年前,人们发现年轻的恒星被环绕的气体盘和尘埃或沙子等微小颗粒所包围,”曼彻斯特大学乔德雷尔银行天体物理学中心的安妮塔·理查兹博士说,她也曾参与了研究。 “制造木星的足够颗粒可以分布在与木星整个轨道大致相同的区域,这使得这很容易用光学和红外望远镜或 ALMA 亚毫米射电干涉仪检测到。 “但是,随着颗粒聚集在一起形成行星,给定质量的表面积会变得更小,更难看到。” 出于这个原因,因为厘米大小的鹅卵石在与其大小相似的波长下发射效果最好,所以英国interferometere-MERLIN 是寻找这些的理想选择,因为它可以在 4 厘米左右的波长下进行观察。 在 DG Tau 圆盘的一张新的 e-MERLIN 图像中,它显示厘米大小的鹅卵石已经形成到类似海王星的轨道,同时还检测到类似的行星种子集合围绕着 HL Tau。 这些发现让我们初步了解了南非和澳大利亚的平方公里阵列 (SKA) 望远镜将在未来十年内通过其提高了灵敏度和尺度,为以前所未有的细节研究整个银河系的原行星盘铺平了道路。 “e-MERLIN 正在展示可能性,而 SKA 望远镜将进一步发展,”Hesterly 博士说。 “当 SKA-Mid 望远镜在 2031 年开始进行科学验证时,我们将准备好研究数百个行星系统,以帮助了解行星是如何形成的。”