《自然-天文學(xué)》雜志：新研究表明恒星和行星是一起"長(zhǎng)大"的 _恒星

《自然-天文學(xué)》雜志：新研究表明恒星和行星是一起"長(zhǎng)大"的
據(jù)cnBeta：天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，在我們年輕的太陽(yáng)系中，行星的形成比以前想象的要早得多，而行星的構(gòu)件與它們的母星同時(shí)成長(zhǎng) 。根據(jù)對(duì)宇宙中一些最古老的恒星的研究，像木星和土星這樣的行星的構(gòu)件很可能在一顆年輕的恒星成長(zhǎng)過(guò)程中開(kāi)始形成。人們?cè)J(rèn)為行星只有在恒星達(dá)到其最終大小時(shí)才會(huì)形成，但發(fā)表在《自然-天文學(xué)》雜志上的新結(jié)果表明，恒星和行星一起"長(zhǎng)大" 。
由劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)研究改變了我們對(duì)包括我們自己的太陽(yáng)系在內(nèi)的行星系統(tǒng)如何形成的理解，有可能解決天文學(xué)中的一個(gè)重大難題。
該研究的第一作者、劍橋大學(xué)天文學(xué)研究所的Amy Bonsor博士說(shuō)："我們對(duì)行星如何形成有相當(dāng)好的了解，但我們有一個(gè)懸而未決的問(wèn)題是它們何時(shí)形成：行星的形成是在早期開(kāi)始，當(dāng)母星仍在成長(zhǎng)，還是在數(shù)百萬(wàn)年后？"
為了嘗試回答這個(gè)問(wèn)題，Bonsor和她的同事們研究了白矮星的大氣--像我們的太陽(yáng)這樣的古老而微弱的恒星的殘余以調(diào)查行星形成的組成部分。這項(xiàng)研究還涉及來(lái)自牛津大學(xué)、慕尼黑路德維希-馬克西米利安大學(xué)、格羅寧根大學(xué)和哥廷根馬克斯-普朗克太陽(yáng)系研究所的研究人員。
Bonsor說(shuō)："一些白矮星是驚人的'實(shí)驗(yàn)室' ，因?yàn)樗鼈兿”〉拇髿鈱訋缀跸裉祗w的墓地。"
通常情況下，行星的內(nèi)部是望遠(yuǎn)鏡所不能及的。但是有一類特殊的白矮星被稱為"污染"系統(tǒng) ，在它們通常干凈的大氣中含有重元素，如鎂、鐵和鈣。這些元素一定是來(lái)自行星形成時(shí)留下的小行星等小天體，它們撞上了白矮星并在其大氣層中燃燒起來(lái) 。因此，對(duì)被污染的白矮星的光譜觀測(cè)可以探測(cè)那些被撕碎的小行星的內(nèi)部，讓天文學(xué)家直接了解它們的形成條件。
行星的形成被認(rèn)為是從原行星盤開(kāi)始的--主要由氫、氦和微小的冰和塵埃顆粒組成，通常圍繞著一顆年輕的恒星。根據(jù)目前關(guān)于行星如何形成的主要理論，塵埃粒子相互粘連，最終形成越來(lái)越大的固體體。這些較大的物體中，有些會(huì)繼續(xù)增生，成為行星，有些則保持為小行星，就像目前研究中撞入白矮星的那些小行星。
研究人員分析了來(lái)自附近星系的200顆被污染的白矮星的大氣層的光譜觀測(cè) 。根據(jù)他們的分析，在這些白矮星的大氣中看到的元素混合物只能解釋為許多原來(lái)的小行星曾經(jīng)融化，這導(dǎo)致重鐵沉入核心，而較輕的元素漂浮在表面。這個(gè)過(guò)程被稱為分化，是導(dǎo)致地球擁有一個(gè)富含鐵的核心的原因。
Bonsor說(shuō)："熔化的原因只能歸因于壽命很短的放射性元素，這些元素存在于行星系統(tǒng)的最初階段，但在短短一百萬(wàn)年內(nèi)就會(huì)衰變消失。換句話說(shuō)，如果這些小行星被某種在行星系統(tǒng)初期只存在非常短暫的東西所融化，那么行星的形成過(guò)程必須非常迅速地啟動(dòng) 。"
該研究表明，早期形成的情況很可能是正確的，這意味著木星和土星有足夠的時(shí)間成長(zhǎng)為目前的大小。
邦索爾說(shuō)："我們的研究補(bǔ)充了該領(lǐng)域越來(lái)越多的共識(shí)，即行星的形成很早就開(kāi)始了，第一批天體與恒星同時(shí)形成，對(duì)被污染的白矮星的分析告訴我們，這種放射性熔化過(guò)程是影響所有太陽(yáng)系外行星形成的一個(gè)潛在的普遍的機(jī)制。"
"這只是一個(gè)開(kāi)始--每當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)新的白矮星，我們就可以收集更多的證據(jù) ，了解更多關(guān)于行星如何形成的信息。我們可以追蹤像鎳和鉻這樣的元素，并說(shuō)一個(gè)小行星在形成其鐵核心時(shí)一定有多大。我們能夠在系外行星系統(tǒng)中探測(cè)這樣的過(guò)程，這很令人驚訝。"

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《自然-天文學(xué)》雜志：新研究表明恒星和行星是一起"長(zhǎng)大"的