2018年12月28日

原行星盤為行星形成的線索?

近期,美國亞利桑納大學斯圖爾德天文台(Steward Observatory)研究團隊透過阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列(Atacama Large Millimeter Array, ALMA)蒐集資料,研究距地球450光年、金牛座(Taurus)裡一氣態行星形成區域內的年輕星體,發現原行星盤(protoplanetary disk)中帶有間隙的環(ring),可能可用來辨別行星的形成。

原行星盤是圍繞在年輕星體附近,以氣體與塵埃構成的環狀物質,而在ALMA對原行星盤的觀測中,環是很常見的子結構(substructure)。研究人員針對該區域內32顆具原行星盤的星體進行拍攝、觀察,發現近來被認為外觀平滑、幾乎沒什麼特徵的星盤,其實存在可辨識的特點。年輕星體在形成時若帶有原行星盤的結構,則這顆星星通常會發展成行星;然而,團隊所研究的星體中,有些環狀結構內存在著間隙,使得新生行星的發展特徵將會有所區隔。

間隙是如何形成的?原先的推測之一是星盤裡塵埃顆粒經化學與壓力變化後產生的冰線(ice line)所致,不過研究人員在分析資料後便排除這項因素。而後,研究員找尋間隙的位置與寬度、環與間隙間的對比強度等關聯性,發現間隙的產生可能與行星的形成有關,且最終可能演變成如海王星般的氣態巨型星(gas planets)或質量相當於20顆地球的超級地球(super-Earths)。

Chelsea Gohd, Astronomers find planets hidden in far-off clouds of gas and dust, Astronomy, 2018.

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