行星託兒所

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更新時間: 2013-12-10

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行星託兒所(Planet nursery)是有些在一顆年輕恆星周圍的塵埃盤中,許多行星正在生成(效果圖)。凱克干涉儀測量了「MWC 419」恆星周圍塵埃盤中的溫度和密度。這對我們研究地球起源有著重大的作用。

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1 行星託兒所 -背景

行星正在生成(效果圖)背景在一顆年輕恆星周圍的塵埃盤中,許多行星正在生成(效果圖)。凱克干涉儀測量了「MWC 419」恆星周圍塵埃盤中的溫度和密度。「MWC 419」恆星是一顆年輕的藍變星,位於仙后座中,距離地球大約為2100光年。 

2 行星託兒所 -簡介

據美國媒體報道,位於夏威夷的美國凱克天文台近日發現,一個遙遠的年輕恆星系統好像一個巨大的行星託兒所,其中大量的星際塵埃和氣體正在形成一顆顆新行星。天文學家利用最新型的紅外相機和凱克干涉儀對這些星際塵埃和氣體進行了觀測,並測量了它們的溫度和密度。天文學家認為,這將有助於進一步了解低質量類日恆星的行星系統,有助於更深入地了解地球的形成過程。

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「MWC 419」恆星是一顆年輕的藍變星「MWC 419」恆星是一顆年輕的藍變星

3 行星託兒所 -發現

 據了解,研究人員利用凱克干涉儀將兩台10米口徑的凱克天文望遠鏡的光線收集功率進行組合,從而相當於形成了一台85米超大口徑的天文望遠鏡,這樣的天文望遠鏡比現存的以及計劃中的所有望遠鏡都要大。
凱克天文台天文學家薩姆-拉格蘭德表示,「年輕恆星周圍的氣體、塵埃和殘骸為行星的形成提供了原材料。因此,探測這些恆星系統的內部區域將有助於我們了解類地行星是如何形成的。」拉格蘭德與研究團隊近日觀測到一顆遙遠恆星的行星系統,這個行星系統與主恆星之間的距離比金星與太陽的距離還要近。拉格蘭德就是利用由凱克干涉儀和凱克天文望遠鏡所形成的85米超大口徑天文望遠鏡進行觀測的。
美國加州理工學院噴氣推進實驗室科學家威斯利-特勞博認為,「世界上其他任何望遠鏡都無法做到凱克干涉儀為我們所提供的幫助。在效果上,凱克干涉儀相當於兩台凱克望遠鏡的放大鏡。」正是利用這種「放大鏡」,天文學家們對「MWC 419」恆星進行了探測。「MWC 419」是一種藍色的B型星,質量是太陽的幾倍,位於仙后座中,距離地球大約為2100光年。由於它的年齡小於1000萬年,因此「MWC 419」只是恆星「幼兒園」中的一位小朋友。
研究人員利用凱克干涉儀測量了這顆恆星周圍5000萬英里(約合8046.72萬公里)範圍內的行星形成區的溫度。美國宇航局戈達德太空飛行中心科學家威廉姆-丹奇也是研究團隊成員之一。據丹奇介紹,「這個5000萬英里的距離,大約相當於地球與太陽距離的一半。」為了進行對比,研究人員此前已經利用獨立的望遠鏡直接觀測了北落師門星、「HR 8799」星、「GJ 758」星以及三顆恆星周圍的行星。 凱克干涉儀是利用近紅外線進行觀測的,天文學家所使用的相機也是最新型的紅外相機,而且全球只此一部。利用這些先進設備,天文學家取得了關於「MWC 419」恆星的首個「L波段」干涉測量結果。拉格蘭德表示,「在探測年輕恆星周圍的行星形成區的密度和溫度時,新型相機的這種獨特紅外觀測能力大大提高了凱克干涉儀的精度。人們對這一波段的觀測相對較少。我們通過這部相機所拍攝到的任何事物,基本上都是最新信息。」
通過觀測到的數據,拉格蘭德和同事們測量了「MWC 419」恆星周圍行星形成區不同方位的塵埃溫度。他們發現,區域不同,塵埃溫度也不同。這一發現表明,這些塵埃擁有不同的化學成份和物理屬性,這些特徵可能會影響行星的構成。比如,在太陽系中,靠近太陽的區域適合岩石成份的行星形成,而氣體行星和冰質衛星大都在太陽系的外層。
天文學家認為,這些觀測數據和研究發現將有助於進一步研究低質量的類日恆星。他們希望能夠擴大研究範圍,因為恆星的質量、大小和發光度的不同,也同樣會影響周圍行星形成帶的化學成份和物理屬性。

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4 行星託兒所 -獵戶座星雲

獵戶座星雲可能是許多行星的「託兒所」對於行星的誕生而言,獵戶座星雲似乎並不是一個最佳選擇。許多巨大的恆星利用高強度的輻射和強烈的恆星風對這些由氣體和塵埃構成的雲團造成了巨大的衝擊,並且其中的一些恆星隨時存在爆發的可能。然而一項新的觀測證實,行星形成的第一步卻往往是在這裡發生的。
在新生恆星周圍的厚盤中旋轉的硅酸鹽塵埃顆粒是行星形成的主要成分。但是這些極小的顆粒團是如何集合在一起成為幾米大小的岩石,直至最後變成一顆行星,卻一直是個未解之謎。然而更讓人感到不可思議的是,這一過程似乎能夠在變化莫測的獵戶座星雲中發生,該星雲距離地球1500光年。獵戶座星雲包含有數千顆恆星,其中的一些恆星比太陽亮1萬倍,星雲的紫外(UV)輻射使得氣體和小顆粒能夠脫離厚盤。然而天文學者日前在《科學》雜誌上報告說,行星誕生的第一步便發生在這裡。
為了證實這一觀點,美國夏威夷Keck天文台的天文學者Marc Kassis和他的同事採集了獵戶座星雲中10個厚盤的紅外線光譜。通過與以前的觀測結果——利用可見光進行的間接計算——進行比較,這些紅外分析使得研究小組能夠直接觀測到來自微小顆粒自身的信號。數據顯示,這些厚盤中的小顆粒至少有幾個微米大小,這一數量級大於它們的原始量級。參與該項研究工作的玻爾得市科羅拉多大學的John Bally指出,「它們已不再是原始的星際塵埃,而更類似於彗星塵埃。」研究小組在美國天文學協會1月9日於華盛頓哥倫比亞特區召開的一次會議上報告了這一研究成果。

行星託兒所行星


但是那些UV輻射到底對行星的形成產生了什麼影響呢?玻爾得市西南研究所的天文學者Henry Throop認為,這些輻射實際上可能促進了微粒的生長。他的研究結果顯示,輻射趕走了那些氣體,後者產生的渦流運動將妨礙成塊作用的發生。但是德國海德爾堡市馬普學會天文學研究所的天文學者Thomas Henning認為,類似的紫外線也為行星的體積設置了一個上限——它同時將大行星,例如木星和土星形成所需的氣體趕走了。他認為,這表明我們所處的太陽系在誕生之初與獵戶座星雲的環境是不一樣的。

5 行星託兒所 -年輕行星

這是RCW 49星雲的照片,它是銀河系中最盛產恆星的地帶之一。RCW 49星雲,它又黑暗又很多塵埃,但它卻是新生星雲的託兒所,在這裡有超過2200多個新生星雲。NASA斯皮策望遠鏡拍攝的這幅新照片首次展示了這個星雲的細節。
新華報業網訊 美國國家航空航天局(NASA)的科學家們5月27日對外稱,NASA的斯皮策(Spitzer)太空望遠鏡很有可能觀測到了一顆年齡並不長的「年幼」行星。如果這個觀測結果能夠得到科學家們的確認,則這顆新發現的行星年齡不會超過100萬年,它也可以看作是迄今為止天文學家們所觀察到的最「年輕」的行星。
美國紐約羅切斯特大學的天文學家丹-沃森(Dan Watson)對此表示,這顆還有待確認的幼齡行星處於金牛座區域,它圍繞著一顆名為CoKu Tau 4的恆星進行公轉。該恆星與我們地球之間的距離約為420光年。
在此之前,天文學們已經確認了100多顆太陽系以外的行星,其年齡至少也在10億年或更老。而我們所居住的地球及其它近鄰行星們的年齡也都在45億年左右。也就是說,地球及其鄰近行星都可以算得上是「中年」行星。
NASA科學家們在昨天舉行的新聞發布會上稱,他們是在觀測恆星CoKu Tau 4周圍的環帶時而發現了這顆可能存在的幼齡行星。羅切斯特大學的沃森說:「這顆行星的年齡也就100萬年左右,這也許是我們至今觀測到的最年輕的行星。正由於它的年齡如此年輕,這個最新發現也對我們以前有關行星行成的傳統理論發起了挑戰。」

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