行星可能与恒星几乎同时生成

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  先前的理论预测,恒星形成之后才能开始形成行星,而最近一篇在自然期刊上的论文可能要打破该观点了,天文学家利用智利的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列观测了一颗极为年轻的原恒星IRS 63,它距离地球约470光年,这颗年轻的原恒星,在分类上属初期恒星体的I类,它已经过了主要的吸积阶段,并拥有了大部分的最终质量,但其外围的吸积盘仍然存在。

  在吸积盘中,天文学家看见了一个令人惊讶的现象,在原恒星周围有两个深色的同心环形缝,他们合理推论这是行星形成的迹象。行星的形成过程,目前最流行的模型是核心吸积,圆盘中的尘埃及颗粒透过静电作用互相吸附,随着物体的大小增加,重力作用也越来越大,原行星将其轨道上的所有物质吸走,会在原恒星盘上形成一个裂缝,但是这个模型所需耗费的时间较长,事实上若是该恒星盘已大于100万岁,则似乎没有足够的物质来形成行星。

G1及G2为两个吸积盘缝,很有可能是行星形成的过程中将附近的气体清除而产生
▲G1及G2为两个吸积盘缝,很有可能是行星形成的过程中将附近的气体清除而产生(Ⓒ:Segura-Cox et al., Nature, 2020)

  而这个小于50万岁的原恒星,似乎有机会在这些原恒星盘圆缝中形成行星,研究团队还计算了潜在原行星的质量,较近的原行星距离母恒星19AU,质量约为木星的0.47倍,较远的则在37AU之外,其质量约为木星的0.31倍。

  另一种解释是行星尚未形成,而是仅产生一种称为径向飘移的现象,这是一种因恒星盘中气体产生的阻力,物质汇聚后与其摩擦导致尘埃和颗粒失去角动量并朝恒星移动的过程,这种现象同时也称为径向飘移障碍,它会阻止行星的生成,同时也会形成环形或新月形缝。

  不论它是哪一种结果,都比我们早先对行星形成的理解都还要早,研究团队在文中写道:「即使在最保守的情况下,这些特征也表明尘埃开始聚集在圆盘的特定半径上。圆盘的结构可能在恒星形成的早期就对于行星的演化产生了影响。」(编译/台北天文馆研究组技佐许晋翊)

资料来源:Science Alert

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