恒星及其行星系统诞生于塌缩成旋转盘的气体和尘埃云。天文学家无法直接看到这些盘中正在形成的行星,因为它们隐藏在所有碎片中。但在过去几年里,新型望远镜开始揭示年轻恒星周围盘中的缝隙,那里可能正在形成行星。
现在,天文学家已经观测到气体流向其中一个盘的缝隙,他们于周三在《自然》杂志上报道了这一发现。这一发现将帮助天文学家理解行星如何收集构成其大气的气体。这也是一个迹象,表明这些气体是从盘的上方“瀑布式”地流下来——而不仅仅是行星形成的所谓的中层平面。
而且,得益于计算机模型,该研究团队的科学家们展示了这些位置的行星可以解释研究人员看到的这种气体运动。有了这一新证据,看来该盘很可能至少包含三颗行星。作为一项额外的好处,天文学家发现,这些原行星盘中的气体运动比预期的要复杂得多。
“实际情况比我们之前想象的要复杂得多,”曾在美国密歇根大学领导该研究的天文学家理查德·蒂格(Richard Teague)说。“我们曾认为它只是以一种相当平滑的方式在旋转。”
观测气体流动
当智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列射电望远镜(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)的天文学家拍摄年轻恒星的照片时,他们看到了它们周围清晰的尘埃盘。蒂格和他的团队想知道这些盘中的气体在做什么。他们观测了ALMA对一颗名为HD 163296的年轻恒星盘的观测数据,使用的是一氧化碳气体发射出的特定波长的光。尽管盘中的气体主要是氢,但一氧化碳在研究人员可接触的波长下发光最强,也使得观测最详细。
研究人员发现,气体不仅仅是在盘内绕恒星旋转。他们看到气体以三个同心环的形式向下流入盘中,这些环与中心的距离不同,就像水从沟渠的两侧倾泻而下一样。他们发现的这三个“沟渠”距离中心年轻恒星的距离分别是地球到太阳的87倍、140倍和237倍。其中两个内部的沟渠与盘中看到的尘埃缝隙位置相同。最外面的一个则更远,那里没有尘埃。
研究人员创建了一个气体盘的计算机模型,并在他们看到这种新气体流动的距离处插入了三颗行星。随着时间的推移,模型演变成显示出模拟行星所在位置出现了与HD 163296中研究人员看到的相同的流动。这意味着行星很可能引起了研究人员在真实盘中看到的这种气体流动行为。
蒂格说,未来他计划用其他波长的光来研究HD 163296,这将揭示气体在盘内部的运动情况。他热切希望了解一个正在形成中的行星系统中气体详细运动的更多信息。














