ALMA的一項(xiàng)驚人化學(xué)發(fā)現(xiàn)可能有助于探測(cè)和確認(rèn)原行星 _行星

位于人馬座的年輕恒星HD 169142是一顆巨大原行星的宿主，這顆行星嵌在其充滿(mǎn)灰塵、富含氣體的原行星盤(pán)中。這位藝術(shù)家的概念顯示了類(lèi)似木星的行星與附近的分子氣體相互作用并加熱，推動(dòng)了幾條發(fā)射線(xiàn)中的外流，包括來(lái)自SO和SiS等激波追蹤分子的外流，以及常見(jiàn)的12CO和13CO 。鳴謝:阿爾瑪(ESO/NAOJ/NRAO)、m . Weiss(NRAO/AUI/國(guó)家科學(xué)基金會(huì))
據(jù)美國(guó)國(guó)家射電天文臺(tái)（艾米·c·奧利弗）：科學(xué)家利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)研究年輕恒星周?chē)脑行潜P(pán)，發(fā)現(xiàn)了迄今為止原行星形成的最令人信服的化學(xué)證據(jù) 。這一發(fā)現(xiàn)將為天文學(xué)家提供一種替代方法，在無(wú)法直接觀察或成像的情況下，檢測(cè)和描述原行星。這些結(jié)果將發(fā)表在即將出版的《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。
HD 169142是一顆位于人馬座的年輕恒星，天文學(xué)家對(duì)它非常感興趣，因?yàn)樗幸粋€(gè)巨大的富含塵埃和氣體的環(huán)星盤(pán)，幾乎可以正面觀察。在過(guò)去的十年中，已經(jīng)確定了幾顆原行星候選行星，今年早些時(shí)候，列日大學(xué)和莫納什大學(xué)的科學(xué)家證實(shí)，其中一顆候選行星HD 169142 b實(shí)際上是一顆巨大的類(lèi)木星原行星。
ALMA是一項(xiàng)國(guó)際合作項(xiàng)目，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的國(guó)家射電天文臺(tái)(NRAO)是其成員之一，該項(xiàng)目對(duì)ALMA檔案數(shù)據(jù)的新分析揭示了這些發(fā)現(xiàn) ，現(xiàn)在可能使科學(xué)家更容易檢測(cè)、確認(rèn)并最終描述年輕恒星周?chē)纬傻脑行?。
“當(dāng)我們?cè)趤喓撩撞ㄩL(zhǎng)下觀察HD 169142及其圓盤(pán)時(shí) ，我們發(fā)現(xiàn)了這顆最近被證實(shí)的巨型氣體原行星的幾個(gè)令人信服的化學(xué)特征，”哈佛大學(xué)史密森尼天體物理中心的天文學(xué)家查爾斯·勞(Charles Law)說(shuō)，他是這項(xiàng)新研究的第一作者。“我們現(xiàn)在已經(jīng)確認(rèn)，我們可以使用化學(xué)特征來(lái)計(jì)算年輕恒星周?chē)膱A盤(pán)中可能正在形成什么樣的行星。”
該團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注于HD 169142系統(tǒng)，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為HD 169142 b巨型原行星的存在很可能伴隨著可檢測(cè)的化學(xué)信號(hào)，他們是對(duì)的。勞的團(tuán)隊(duì)檢測(cè)到了一氧化碳(12CO和它的同位素13CO)和一氧化硫(SO)，這兩種物質(zhì)之前已經(jīng)被檢測(cè)到，并被認(rèn)為與其他圓盤(pán)中的原行星有關(guān) 。但該團(tuán)隊(duì)首次還檢測(cè)到了一硫化硅(SiS) 。
這令人驚訝，因?yàn)闉榱俗孉LMA能夠探測(cè)到SiS發(fā)射，硅酸鹽必須在氣體高速運(yùn)動(dòng)引起的大規(guī)模沖擊波中從附近的塵埃顆粒中釋放出來(lái)，這種行為通常是由巨大的原行星驅(qū)動(dòng)的外流造成的。
“SiS是一種我們以前從未在原行星盤(pán)中見(jiàn)過(guò)的分子，更不用說(shuō)在巨大的原行星附近了， ”Law說(shuō) 。“探測(cè)到SiS發(fā)射出現(xiàn)在我們面前，因?yàn)檫@意味著這顆原行星必須在周?chē)臍怏w中產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波。”
通過(guò)這種探測(cè)年輕原行星的新化學(xué)方法，科學(xué)家們可能會(huì)打開(kāi)一扇關(guān)于宇宙的新窗口，并加深他們對(duì)系外行星的了解。原行星，尤其是那些仍然嵌入其母星周盤(pán)的原行星，如HD 169142系統(tǒng) ，提供了與已知系外行星種群的直接聯(lián)系。
“系外行星存在巨大的多樣性，通過(guò)使用ALMA觀察到的化學(xué)特征，這為我們提供了一種新的方式來(lái)理解不同的原行星如何隨著時(shí)間的推移而發(fā)展，并最終將它們的屬性與系外行星系統(tǒng)的屬性聯(lián)系起來(lái)，”Law說(shuō) 。
“除了為ALMA尋找行星提供了新的工具，這一發(fā)現(xiàn)還開(kāi)啟了許多我們從未見(jiàn)過(guò)的令人興奮的化學(xué) 。隨著我們繼續(xù)調(diào)查年輕恒星周?chē)母鄨A盤(pán)，我們將不可避免地發(fā)現(xiàn)其他有趣但意想不到的分子，就像SiS一樣。諸如此類(lèi)的發(fā)現(xiàn)意味著，我們只是剛剛觸及與原行星環(huán)境相關(guān)的真實(shí)化學(xué)多樣性的表面。”