行星搜寻
在金牛座星云中,距离地球 450 光年的一个巨大的尘埃和气体云中,科学家们发现了一笔潜在的超地球和海王星大小行星的宝库的证据。
一支研究团队使用位于智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)对金牛座一个充满气体的恒星形成区域中的年轻恒星进行了研究。该团队观测并拍摄了该区域内 32 颗被原行星盘包围的恒星的图像——原行星盘是围绕年轻恒星旋转的尘埃和气体盘,通常会形成行星等天体。
研究团队发现,在他们研究的恒星中,有 12 颗(占 40%)的盘状结构中有被间隙分隔开的环。直到最近,这些盘状结构才被认为是相当光滑、平坦且没有特征的。这项新研究表明,有些盘状结构可能是均匀分布的,但更多的则由环状和间隙组成。根据这些研究人员的说法,这些特征最有可能是由正在形成中的、或初生的行星形成的。
“由于目前大多数系外行星探测项目都无法穿透原行星盘的厚厚尘埃,因此除了一种情况外,所有系外行星都是在盘状结构已不存在的更成熟的系统中被探测到的,”该论文的第二作者、亚利桑那大学斯图尔德天文台的 NASA 哈勃研究员 Paola Pinilla 在一份声明中说道。但这项研究表明,有可能透过原行星盘的浓厚气体和尘埃,间接通过行星轨道留下的痕迹来发现行星。
原行星盘的间隙和环
此前,科学家们已经观测到了具有环状和间隙的明亮原行星盘。但是,直到现在,科学家们只关注明亮的物体,因为它们更容易被看到。这些新的观测是首次在研究人员事先不知道这些物体是否明亮或是否存在任何间隙或环的情况下选择研究目标。
在 ALMA 上对这些盘状结构及其特征进行研究和观测后,该团队分析了这些数据,试图弄清楚是什么造成了这些环状和间隙。原行星盘可能出现这些特征的原因有很多。在分析数据后,该团队排除了环状和间隙是由冰线——即由盘中尘埃颗粒的化学变化产生的压力变化——引起的可能性。“我们的发现表明,初生行星是所观察到的图案最可能的原因,尽管可能还有其他一些过程在起作用,”Pinilla 在声明中说道。
通过进行计算,该团队随后估计,在金牛座这个区域形成的行星很可能是海王星大小的气态行星或超地球,即质量高达地球 20 倍的类地行星。研究人员认为,只有两个观测到的盘状结构有可能孕育出像木星一样巨大的气态巨行星。
“这非常引人入胜,因为这是第一次系外行星统计数据——表明超地球和海王星是最常见的行星类型——与原行星盘的观测结果相吻合,”论文的通讯作者、北京大学科维理天体物理与天文研究所的博士生 Feng Long 在声明中说道。
“我们的研究成果是理解行星形成这一关键阶段的激动人心的进展。通过做出这些调整,我们希望更好地理解环状和间隙的起源,”Long 说道。
这项工作的电子预印本可在 *arXiv* 上获得,并已发表在《天体物理学杂志》上。














