詹姆斯·韋伯太空望遠鏡尋找年輕恒星北落師門的小行星帶首次揭示從未見過的內(nèi)帶 _太空

這幅圍繞年輕恒星北落師門的塵埃碎片盤的圖像來自韋伯的中紅外儀器(MIRI) 。它揭示了從恒星向外延伸140億英里(230億公里)的三個嵌套帶。韋伯首次揭示了以前從未見過的內(nèi)帶。版權(quán):美國航天局、歐空局、加空局、A. Gáspár(亞利桑那大學(xué)) 。圖像處理:異教徒
據(jù)美國宇航局：天文學(xué)家使用美國宇航局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡對附近年輕恒星北落師門周圍的溫暖塵埃進行成像，以研究第一個在紅外光下在太陽系外看到的小行星帶。但令他們驚訝的是，這些塵埃結(jié)構(gòu)比我們太陽系的小行星和柯伊伯塵埃帶復(fù)雜得多。總的來說，有三個嵌套帶從恒星延伸到140億英里(230億公里)；那是地球到太陽距離的150倍。最外層帶的規(guī)模大約是我們太陽系的小天體和海王星之外的冷塵埃柯伊伯帶規(guī)模的兩倍。韋伯首次揭示了以前從未見過的內(nèi)帶。

這幅圍繞年輕恒星北落師門的塵埃碎片盤的圖像來自韋伯的中紅外儀器(MIRI) 。它揭示了從恒星向外延伸140億英里(230億公里)的三個嵌套帶。韋伯首次揭示了以前從未見過的內(nèi)帶。左側(cè)的標(biāo)簽表示個別特征。在右邊，一個巨大的塵埃云被突出顯示，并以兩種紅外波長顯示出來:23和25.5微米。版權(quán):美國航天局、歐空局、加空局、A. Gáspár(亞利桑那大學(xué)) 。圖像處理:異教徒
這些環(huán)帶圍繞著年輕的熾熱恒星，肉眼可以看到它是南天魚座中最亮的恒星。塵埃帶是較大天體碰撞產(chǎn)生的碎片，類似于小行星和彗星，通常被稱為“碎片盤”“我會把北落師門描述為在我們銀河系其他地方發(fā)現(xiàn)的碎片盤的原型，因為它的成分與我們自己的行星系統(tǒng)中的成分相似，”圖森亞利桑那大學(xué)的安德拉什·加斯帕爾說，他是描述這些結(jié)果的一篇新論文的主要作者。“通過觀察這些環(huán)中的圖案，我們實際上可以開始繪制一個行星系統(tǒng)應(yīng)該是什么樣子的草圖——如果我們能夠拍攝足夠深的照片來看到可疑的行星的話。”
哈勃太空望遠鏡和赫歇爾太空天文臺，以及阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)之前已經(jīng)拍攝了最外層帶的清晰圖像。然而，他們都沒有發(fā)現(xiàn)任何內(nèi)部結(jié)構(gòu) 。韋伯第一次用紅外光分辨出了內(nèi)帶。“韋伯真正擅長的地方是，我們能夠從物理上解決這些內(nèi)部區(qū)域塵埃的熱發(fā)光。所以你可以看到我們以前從未見過的內(nèi)帶，”亞利桑那大學(xué)團隊的另一名成員斯凱勒·沃爾夫說。
哈勃、阿爾瑪和韋伯正聯(lián)手收集一張恒星周圍碎片盤的全景圖。“利用哈勃和阿爾瑪，我們能夠?qū)σ幌盗锌乱敛畮ь愃莆镞M行成像，并且我們已經(jīng)了解了大量關(guān)于外層圓盤如何形成和演化的信息， ”沃爾夫說。“但我們需要韋伯讓我們對其他地方的十幾個小行星帶進行成像。我們對這些圓盤內(nèi)部溫暖區(qū)域的了解，與哈勃和阿爾瑪對外部寒冷區(qū)域的了解一樣多。”
這些帶很可能是由看不見的行星產(chǎn)生的引力切割而成的。類似地，在我們的太陽系中，木星控制著小行星帶，柯伊伯帶的內(nèi)邊緣由海王星塑造，外邊緣可能由尚未見過的天體引導(dǎo) 。隨著韋伯拍攝更多的系統(tǒng)，我們將了解它們的行星結(jié)構(gòu) 。
北落師門的塵埃環(huán)是在1983年由美國宇航局的紅外天文衛(wèi)星(IRAS)觀測發(fā)現(xiàn)的。這個環(huán)的存在也可以從以前的更長波長的觀測中推斷出來，這些觀測使用了夏威夷莫納克亞山上的亞毫米望遠鏡，美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡和加州理工學(xué)院的亞毫米天文臺。
"北落師門周圍的環(huán)帶有點像神秘小說:行星在哪里？"喬治·里克說，他是團隊的另一名成員，也是韋伯中紅外儀器(MIRI)的美國科學(xué)帶頭人，該儀器做出了這些觀察。“我認為說這顆恒星周圍可能有一個真正有趣的行星系統(tǒng)并不是一個很大的飛躍。”
“我們絕對沒有想到第二個中間帶和更廣泛的小行星帶會有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，”沃爾夫補充說。“這種結(jié)構(gòu)非常令人興奮，因為任何時候天文學(xué)家看到圓盤中的缺口和環(huán)，他們都會說， ‘可能有一顆嵌入的行星塑造了這些環(huán)！’"
韋伯還拍攝了卡斯珀所謂的“大塵埃云”，這可能是兩個原行星體在外環(huán)發(fā)生碰撞的證據(jù) 。這與哈勃在2008年首次在外環(huán)內(nèi)看到的疑似行星有所不同。隨后的哈勃觀測顯示，到2014年該物體已經(jīng)消失。一個看似合理的解釋是，這個新發(fā)現(xiàn)的特征，像先前的一樣，是兩個冰體相互撞擊產(chǎn)生的非常細小的塵埃粒子云。
圍繞恒星的原行星盤的想法可以追溯到18世紀晚期，當(dāng)時天文學(xué)家伊曼紐爾·康德和皮埃爾·西蒙·拉普拉斯獨立地發(fā)展了一種理論，即太陽和行星是由旋轉(zhuǎn)的氣體云形成的，該氣體云由于重力而坍塌并變平。隨著行星的形成和原始氣體在系統(tǒng)中的擴散，碎片盤在后來形成。它們表明，像小行星這樣的小天體正在災(zāi)難性地碰撞，并將它們的表面粉碎成巨大的塵埃和其他碎片云。對它們塵埃的觀察為系外行星系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)提供了獨特的線索，一直到地球大小的行星，甚至小行星，它們太小了，無法單獨觀察。
該小組的研究結(jié)果發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡是世界上首屈一指的太空科學(xué)天文臺。北落師門觀測利用了中紅外儀器(MIRI)，該儀器由美國航天局和歐空局(歐洲航天局)提供，由國家資助的歐洲研究所財團(MIRI歐洲財團)和美國航天局噴氣推進實驗室與亞利桑那大學(xué)合作設(shè)計和制造。韋伯將解開我們太陽系的謎團，探索其他恒星周圍的遙遠世界，探索我們宇宙的神秘結(jié)構(gòu)和起源以及我們在其中的位置。Webb是一個國際項目，由NASA及其合作伙伴ESA和加拿大航天局領(lǐng)導(dǎo) 。
Media Contacts:
Laura BetzNASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.laura.e.betz@nasa.gov
Ray Villard / Christine PulliamSpace Telescope Science Institute, Baltimore, Md.villard@stsci.edu / cpulliam@stsci.edu

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡尋找年輕恒星北落師門的小行星帶 首次揭示從未見過的內(nèi)帶

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