

上图正中央是与太阳类似的恒星HL Tau,周围环绕着尘埃和气体组成的圆环。你可能从未听说过HL Tau,但这幅图像将载入天文学史册,成为首张行星系统诞生的高分辨率图像。科学家们利用位于智利北部的国际天文台——阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA),捕捉到了这张图像,展示了围绕HL Tau形成行星系统的早期阶段——这是对遥远太阳系的“天体超声波”。
HL Tau,有时也被称为HL Tauri,位于金牛座,距离我们450光年。这颗恒星一直是众多研究的对象,研究人员已经发现了至少一颗围绕这颗恒星运行的胚胎行星,但他们实际上还未能亲眼观察到其行星形成过程。他们知道恒星周围有一个由尘埃和其他行星前物质组成的盘,他们甚至能够观测到这个盘的磁场。但凭借ALMA的高分辨率能力,他们能够获得一幅行星诞生的精美图像。
“当我们第一次看到这张图像时,我们对壮观的细节水平感到震惊。HL Tauri的年龄不超过一百万年,但它的盘中似乎已经充满了正在形成的行星。仅这一张图像就将彻底改变行星形成的理论,” ALMA副项目科学家兼ALMA长基线活动首席项目科学家Catherine Vlahakis在一份声明中说。
在上图的图像中,HL Tau在环状盘的正中央明亮地闪耀着。周围明亮的圆环只是围绕恒星运行的尘埃和气体,但当它们绕着HL Tau运行时,尘埃粒子相互碰撞,粘在一起,形成越来越大的天体。最终,这些天体将累积成原行星,大到足以扫清一条路径穿过尘埃和气体;这些早期行星的轨迹在上图中的暗环处可见。
“我们今天对行星形成的大部分了解都基于理论。迄今为止,具有如此细节水平的图像都局限于计算机模拟或艺术家想象。这张HL Tauri的高分辨率图像展示了ALMA在其最大配置运行时所能实现的成就,并开启了我们探索恒星和行星形成的新时代,”欧洲南方天文台总干事Tim de Zeeuw在一份声明中说。
正如你在下面的比较中可以看到,HL Tau的行星盘(左)的延伸距离远远超过了我们自己的太阳系(右)。科学家们估计,尽管HL Tau比我们的太阳小,但从它到前行星尘埃和气体盘边缘的距离,是我们太阳到海王星距离(27.98亿英里)的三倍。

由ALMA拍摄的这张图像对研究人员来说尤其令人兴奋,因为它展示了位于智利的阵列的能力。ALMA以比可见光波长长得多的波长拍摄图像,这使得他们能够看到HL Tau周围云层的结构。如果他们试图用收集可见光的仪器来观察它,尘埃和气体将会阻碍视线,resulting in an image that was not-so-clear (or as exciting)。