天文學家在一顆年輕恒星周圍的“迷霧”中發(fā)現(xiàn)了一個巨人 _恒星

當天文學家首次用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）觀測到它時，他們看到了一個平滑的、無行星的圓盤，如右圖所示。由英國劍橋大學天文學家Álvaro Ribas領(lǐng)導的團隊再次給了這顆恒星一次機會，并用ALMA在更長的波長下重新觀測了它，這些波長比以前更深入地探測了原行星盤。這些新的觀測結(jié)果，如左圖所示，揭示了一個在之前的觀測中被掩蓋的缺口和一個環(huán)，這表明MP Mus可能畢竟有同伴。來源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）/A.Ribas等人
據(jù)劍橋大學：天文學家探測到一顆巨大的系外行星，其大小是木星的三到十倍，隱藏在一顆年輕恒星周圍旋轉(zhuǎn)的氣體和塵埃盤中。
早期對這顆名為MP-Mus的恒星的觀測表明，它是一顆孤獨的恒星，周圍沒有任何行星，周圍環(huán)繞著一團毫無特色的氣體和塵埃云。
然而，使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）和歐洲航天局蓋亞任務的結(jié)果對MP Mus進行的第二次觀察表明，這顆恒星畢竟并不孤單。
由劍橋大學領(lǐng)導的國際天文學家團隊在恒星的原行星盤中發(fā)現(xiàn)了一個巨大的氣體巨星：煎餅狀的氣體、塵埃和冰云，行星形成過程開始于此。這是蓋亞首次在原行星盤內(nèi)探測到系外行星。發(fā)表在《自然天文學》雜志上的研究結(jié)果表明，類似的方法可能有助于尋找其他恒星周圍的年輕行星。
通過研究行星如何在年輕恒星周圍的原行星盤中形成，研究人員可以更多地了解我們自己的太陽系是如何進化的。通過一個稱為核心吸積的過程，重力使圓盤中的粒子相互粘附，最終形成更大的固體，如小行星或行星。隨著年輕行星的形成，它們開始在圓盤上刻出縫隙，就像黑膠唱片上的凹槽一樣。
然而，由于盤內(nèi)氣體和塵埃的干擾，觀測這些年輕行星極具挑戰(zhàn)性。迄今為止，只對原行星盤中的年輕行星進行了三次強有力的探測。
劍橋天文研究所的阿爾瓦羅·里巴斯博士領(lǐng)導了這項研究，他專門研究原行星盤。他說：“我們第一次觀測到這顆恒星是在我們了解到大多數(shù)圓盤都有環(huán)和間隙的時候，我希望在MP-Mus周圍找到可能暗示存在一顆或多顆行星的特征。” 。
里巴斯在2023年使用ALMA觀測了MP Mus（PDS 66）周圍的原行星盤。結(jié)果顯示，一顆年輕的恒星似乎在宇宙中孤身一人。它周圍的圓盤沒有顯示出行星可能形成的任何間隙，而且完全平坦，毫無特色。
里巴斯說：“我們早期的觀察顯示，這是一個無聊的扁平圓盤。” 。“但這對我們來說似乎很奇怪，因為這個圓盤的年齡在700萬到1000萬年之間。在那個年齡的圓盤上，我們預計會看到一些行星形成的證據(jù) 。”
現(xiàn)在，里巴斯和他來自德國、智利和法國的同事們又給了穆斯議員一次機會。他們再次使用ALMA在3mm范圍內(nèi)觀測到了這顆恒星，這是一個比早期觀測更長的波長，使他們能夠更深入地探測到星盤。
新的觀測發(fā)現(xiàn)，在恒星附近有一個空洞，在更遠的地方有兩個缺口，這些缺口在早期的觀測中被掩蓋了，這表明MP-Mus可能并不孤單。
與此同時，歐洲南方天文臺的研究員米格爾·維奧克正在揭開另一個謎團。利用蓋亞的數(shù)據(jù)，他發(fā)現(xiàn)MP Mus“搖擺不定”
維奧克說：“我的第一反應是，我的計算肯定出了錯誤，因為眾所周知，MP Mus的磁盤毫無特色。” 。“當我看到阿爾瓦羅發(fā)表演講，介紹磁盤中新發(fā)現(xiàn)的內(nèi)腔的初步結(jié)果時，我正在修改我的計算，這意味著我檢測到的擺動是真實的，很有可能是由一顆正在形成的行星引起的。”
通過結(jié)合蓋亞和ALMA的觀測結(jié)果，以及一些計算機建模，研究人員表示，這種擺動可能是由一顆質(zhì)量不到木星十倍的氣態(tài)巨星引起的，它繞恒星運行的距離是地球到太陽距離的一到三倍。
里巴斯說：“我們的建模工作表明，如果你把一顆巨大的行星放在新發(fā)現(xiàn)的洞穴里，你也可以解釋蓋亞信號。” 。“使用較長的ALMA波長使我們能夠看到以前看不到的結(jié)構(gòu) 。”
這是第一次以這種方式間接發(fā)現(xiàn)嵌入原行星盤的系外行星——通過將蓋亞的精確恒星運動數(shù)據(jù)與對星盤的深入觀測相結(jié)合。這也意味著，其他星盤中可能存在更多隱藏的行星，等待被發(fā)現(xiàn) 。
里巴斯說：“我們認為這可能是很難在原行星盤中探測到年輕行星的原因之一，因為在這種情況下，我們需要ALMA和蓋亞的數(shù)據(jù) 。” 。“較長的ALMA波長非常有用，但在這個波長下進行觀測需要在望遠鏡上花費更多時間。”
里巴斯說，即將到來的ALMA升級，以及下一代甚大陣列（ngVLA）等未來望遠鏡，可用于更深入地觀察更多的圓盤，更好地了解隱藏的年輕行星群，這反過來可以幫助我們了解我們自己的星球是如何形成的。