2015-10-13显微镜座AU星的尘埃盘中有神秘波动

  经由哈伯太空望远镜(Hubble Space Telescope,HST)和欧南天文台(ESO)超大望远镜(Very Large Telescope,VLT)的观测影像,法国巴黎天文台(Observatoire de Paris)天文学家Anthony Boccaletti等人发现在显微镜座AU星(AU Microscopii或AU Mic)周围的尘埃盘中,有类似波浪的特征在快速移动中。天文学家们以前从未观察到过类似的景象,也从未曾预期会看到这样的现象,因此尚未能厘清这些特征的起源和性质,而这项发现也再度显现宇宙中到处都新鲜事,就等着人们去探索与发现。

  显微镜座AU星距离太阳系仅约32.3光年,和太阳系算是邻居。它是颗很年轻的恒星,估计年龄仅有1200万年而已,周边环绕着庞大的尘埃碎屑盘,其中可能有行星正在形成中,而且有大量小行星,并时常发生碰撞,其碎屑就是尘埃盘的尘埃碎屑来源之一。因此天文学家希望能藉由研究这样的年轻尘埃盘系统,取得行星究竟是如何从尘埃盘中诞生的线索。

  天文学家在显微镜AU尘埃盘搜寻有团块聚集或变形特征的讯号已经十几年了,因为这样的讯号往往是可能存在之行星的所在位置。在2014年时,Boccaletti等人利用新装设在VLT上的高反差SPHERE相机进行观测,结果从一系列影像中发现尘埃盘中有5道类似波浪的弧状结构,以前从未曾在其他天体上见过类似结构,因而无从解释其来源。看到这些奇怪特征后,他们回头去翻查哈伯太空望远镜于2010年和2011年拍摄的影像,发现也能看到类似的结构。从哈伯和SPHERE影像,Boccaletti等人发现这些结构会随时间移动,而且估算出的远中央恒星的速度高达时速40,000公里!

  右上图中分别显示了哈伯和SPHERE于不同年份拍摄的影像,其中各影像中央黑色圆圈是将中央恒星明亮的光辉遮蔽的结果,如此一来才能让比较昏暗的尘埃盘能显现出来。而影像最上方的比例尺为60AU,相当于海王星轨道直径。三幅影像的尘埃盘最外侧部分都经过影像强化,以便能让细节比较明显。

  有趣的是,离中央恒星比较远的弧状结构移动速度比距离近的还快,且至少有其中3个弧状结构的移动速度快到足以逃离恒星的重力藩篱。从移动速度这么快,可排除是因为行星之类的天体的重力扰动而造成这些盘中特征的可能性。Boccaletti等人推论必定有某种机制使这些波动加速到这么快的程度,换言之,这些波动特征的存在,意味着尘埃盘中必定有某种不寻常之处。

  由于以前从未见过类似特征,也没有理论曾预测过,因此这些天文学家仅能推测这些特征是何时和如何变成我们如今所见的模样。他们提出过许多种解释,也一一排除,包括两颗质量大而罕见的类小行星天体互撞而释放大量尘埃,或是因这个恒星系统重力不稳定而触发的螺旋状波动。不过,有些假设倒是可以接受,例如:恒星表面发生闪焰爆发就可能造成这样奇怪的结构。显微镜AU是颗所谓的焰星(flaring star),有着非常活跃的闪焰爆发等活动,经常突然地就将大量能量向外抛掷;或许就是其中一次的闪焰爆发,可能促使某颗行星—如果有行星的话—发生某些事情,例如造成行星部分物质被猛然剥离,被闪焰喷发的力道向外推动,而在尘埃盘中移动。

  以上这些都仅为猜测,因此这些天文学家计画要继续利用SPHERE和其他如ALMA等设施观察显微镜AU,希望能解开这些神秘结构的起源。

资料来源:http://www.spacetelescope.org/news/heic1521/?lang , 2015.10.07, KLC

http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1417

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