未来行星以前所未有的细节被揭示

exoALMA 的新方法就像“从老花镜换成了高功率望远镜”。
Deep ALMA observations of 12CO emission from fifteen protoplanetary disks reveal a stunning range of structures in the gas morphology including gaps, rings and spirals.
对十五个原行星盘的 12CO 发射进行的深度 ALMA 观测揭示了气体形态中令人惊叹的各种结构,包括间隙、环和螺旋。图片来源:Richard Teague / exoALMA 合作项目

我们的太阳系大约有 46 亿年的历史,但无数的行星邻居才刚刚起步。识别和研究这些新来者并不总是容易的,但由于最近开发的技术,一个国际研究团队捕捉到了有史以来最清晰的十几个早期星系原行星盘的图像。

这些发现是 exoALMA 项目的最新成果,该项目是一个国际合作项目,使用位于智利的名为阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)的仪器来扫描天空。但天文学家并没有寻找行星的直接光线,而是利用 ALMA 来识别潜在行星对周围宇宙环境的影响。

Artistic impression of a protoplanetary disk with forming planets that redistribute the gas and dust around them.
行星正在形成的原行星盘的艺术想象图,它们重新分布周围的气体和尘埃。图片来源:NSF / AUI / NSF NRAO / S.Dagnello。

“这就像试图通过观察池塘里的涟漪来发现一条鱼,而不是直接去看鱼本身,”澳大利亚莫纳什大学天体物理学和行星学研究所的项目联合负责人Christophe Pinte 解释说

Pinte 和同事们首先设计了新的校准方法并改进了他们的分析方法。该团队特别专注于对不同时间拍摄的观测进行对齐,同时标记并消除数据中不需要的失真和噪声。然后,他们将这些方法应用于 ALMA 从 15 个年轻星系收集的海量数据集,以识别潜在的原行星热点。

Four faces of HD 135344B: the 12CO, 13CO, CS and continuum emission form this protoplanetary disk all show a complex morphology suggestive of a vortex.
HD 135344B 的四种面:这个原行星盘的 12CO、13CO、CS 和连续体发射都显示出暗示着涡流的复杂形态。图片来源:Richard Teague / exoALMA 合作项目。

这些结果首次对多个原行星盘的 3D 结构进行了系统研究。该团队研究的行星盘距离地球仅几百光年到约 1000 光年不等。指向天文学家发现这些位置的线索包括受早期行星引力影响而旋转的气体,以及尘埃盘内的尘埃环和间隙。该调查还清楚地表明,原行星盘是高度动态环境的家园,这导致星系尘埃和气体之间存在复杂的关系。

“我们开发用于收集这些数据和图像的新方法,就像从老花镜换成了高功率望远镜,”首席研究员 Richard Teague 说。“它们揭示了这些行星形成系统前所未有的详细程度。

 

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Andrew Paul

特约撰稿人

Andrew Paul 是 Popular Science 的特约撰稿人。


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