天文學家發現行星形成的第一步 與理論預期相反
最近對金牛座 DG 這顆年輕恆星的觀測發現,它有一個光滑的原行星盤,但尚未形成行星,這表明它正處於行星形成過程的邊緣。觀測結果顯示了意想不到的塵粒生長模式,為了解行星形成的早期階段提供了新的視角。
天文學家已經非常善於發現恆星周圍行星形成的跡象。然而,要完全掌握行星的形成,關鍵在於研究這個過程尚未開始的情況。
但對年輕恆星金牛座 DG 的最新詳細觀測表明,它有一個光滑的原始行星盤,沒有行星形成的跡象。這次成功地沒有發現行星的形成可能表明金牛座 DG 正處於行星形成的前夕。
用 ALMA 觀測到的金牛座 DG 周圍磁碟的無線電波發射強度影像。圓盤中尚未形成星環,這表明它正處於行星形成之前。資料來源:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Ohashi et al.
原行星盤和行星的成長
行星是在原恆星(仍在形成過程中的年輕恆星)周圍的氣體和塵埃盤(稱為原行星盤)中形成的。行星的生長速度非常緩慢,因此無法觀察到行星的演變過程,因此天文學家需要觀測許多處於行星形成過程中不同階段的原恆星,以建立理論上的認識。
這次,由日本國立天文台(NAOJ)的大橋諭(Satoshi Ohashi)領導的國際研究小組利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列(ALMA),對位於金牛座方向410 光年外的一顆相對年輕的原恆星–DG 金牛座周圍的原行星盤進行了高解析度觀測。研究團隊發現,DG 金牛座的原行星盤非常光滑,沒有任何顯示行星正在形成的環。這讓研究團隊相信,金牛座 DG 系統將來會開始形成行星。
意外發現與未來研究
研究團隊發現,在行星形成前的這個階段,中心原恆星40 AU(約為太陽系天王星軌道大小的兩倍)範圍內的塵粒仍然很小,而在這一半徑之外,塵粒的體積已經開始增大,這是行星形成的第一步。這與行星形成始於星盤內部的理論預期相反。
這些結果為行星開始形成時的塵埃分佈和其他條件提供了令人驚訝的新資訊。未來對更多實例的研究將進一步加深我們對行星形成的理解。
參考文獻:《ALMA 三波段頻率觀測揭示的DG Tau 原恆星周圍光滑盤中的塵埃富集和晶粒生長》,作者:Satoshi Ohashi、Munetake Momose、Akimasa Kataoka、Aya E Higuchi、 Takashi Tsukagoshi、Takahiro Ueda、 Claudio Codella、Linda Podio、Tomoyuki Hanawa、Nami Sakai、Hiroshi Kobayashi、Satoshi Okuzumi 和Hidekazu Tanaka,2023 年8 月28 日,《天文物理學報》。
DOI: 10.3847/1538-4357/ace9b9
編譯來源:ScitechDaily