天文物理學家取得了一項重大突破，他們捕捉了附近74顆恆星周圍的外行星帶影像。利用ALMA和SMA望遠鏡，他們確定了這些星帶中毫米大小的鵝卵石，為了解它們的結構和演化提供了前所未有的視角。 這些發現表明，外彗星及其星帶在行星系的形成過程中起著至關重要的作用，並提供了有關隱藏行星的線索。

科學家對74 顆恆星周圍的外行星帶進行了成像，發現了揭示行星形成的微小鵝卵石。 研究表明，星帶結構差異很大，暗示著隱藏的行星正在形成。 圖片來源：都柏林聖三一學院盧卡-馬特拉教授。

都柏林聖三一學院的天文物理學家首次捕捉了大量圍繞附近恆星的外行星帶圖像，以及其中的微小鵝卵石。 這些高解析度影像顯示了圍繞附近74顆恆星運行的毫米大小的鵝卵石發出的光。 研究中的恆星代表了廣泛的年齡範圍，從仍在形成中的年輕系統到類似於太陽系的更成熟的系統。

這項名為REASONS（REsolved ALMA and SMA Observations of Nearby Stars）的研究是了解外行星帶的重大突破。 詳細的圖像和分析為了解這些鵝卵石的位置及其形成的外行星提供了重要信息，揭示了它們通常在數十到數百個天文單位（AU）的距離內圍繞其宿主恆星運行，其中1AU是地球與太陽之間的距離。

本研究中拍攝到的30 個外行星帶，顯示了這些行星帶的極端變化。 資料來源：都柏林聖三一學院盧卡-馬特拉教授。

這些地區非常寒冷（-250 到-150 攝氏度），包括水在內的大多數化合物都在這些外行星上凍結成冰。 因此，天文物理學家正在觀測的是行星系冰庫的位置。 REASONS是第一個為74個系外行星系統的大樣本揭示這些冰帶結構的計劃。

阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）是位於智利北部阿塔卡馬沙漠的一個由66 台電波望遠鏡組成的陣列，而亞毫米波陣列（SMA）則是位於夏威夷的類似的八元素陣列。 兩者都觀測毫米和亞毫米波長的電磁輻射。 這項研究利用這兩種波長來製作圖像，提供了比以往任何時候都更多的關於外行星群的資訊。

這項研究中拍攝的全部74 個外行星帶。 資料來源：都柏林聖三一學院盧卡-馬特拉教授

“外行星是由岩石和冰組成的巨石，大小至少有1千米，它們在這些星帶上撞擊在一起，產生了我們用ALMA和SMA望遠鏡陣列觀測到的鵝卵石。” 三一學院物理系副教授、研究文章的資深作者Luca Matrà說：”至少有20%的行星系（包括我們自己的太陽系）存在外行星帶，該研究文章剛剛發表在國際權威期刊《天文學與天體物理學》上。”

这项研究的共同作者、埃克塞特大学皇家学会大学研究员塞巴斯蒂安-马里诺（Sebastián Marino）博士补充说：”这些图像揭示了星带结构的显著多样性。 有些是窄环，就像我们太阳系的埃奇沃斯-柯伊伯带那样的’带’的典型图片。 但更多的环是宽的，用’盘’而不是环来形容可能更好一些。”

有些系統有多個環/盤，其中有些是偏心的，這證明存在著尚未探測到的行星，它們的引力影響這些系統中卵石的分佈。

Matrà教授解釋說：”像REASONS這樣的大型研究的力量在於揭示整個群體的特性和趨勢。例如，它證實了隨著較大的外行星撞擊在一起，較老的行星系統中的卵石數量會減少，但它首次表明，如果星帶更靠近中心恆星，卵石的減少速度會更快。不可觀測物體。

哈佛大學天文物理中心高級天文物理學家大衛威爾納（David Wilner）博士強調：「這項工作中使用的像ALMA 和SMA 這樣的陣列是非凡的工具，它們不斷為我們提供有關宇宙及其運作的令人難以置信的新見解。 REASONS巡天需要一個龐大的群體的努力，它具有驚人的遺產價值，為未來的研究提供了多種潛在的途徑。誕生和演化，以及從JWST到下一代極大型望遠鏡和ALMA即將開展的ARKS大型計劃的波長範圍內的後續觀測，從而進一步放大這些星帶的細節。

編譯自/ ScitechDaily