天文學家捕獲行星周圍恆星形成的稀有盤狀圖像

2020-12-05 化學者

一個國際天文學家團隊,近日已經捕獲了15幅,位於數百光年以外的行星形成盤圈狀的圖像。

這些塵埃和氣體的磁碟形狀類似於音樂唱片,形成於年輕的恆星周圍。

這些圖像為研究行星系統的形成過程,提供了新的思路。它們發表在《天文學與天體物理學》雜誌上。

在進行這項新研究之前,已經使用最大的單鏡望遠鏡為這些磁碟拍攝了幾張照片,但這些照片無法捕捉到它們的最佳細節。

來自比利時魯汶大學的主要作者雅克·克魯斯卡(Jacques Kluska)說:「在這些照片中,靠近恆星的區域(由巖石行星形成的區域)僅覆蓋了很少的像素。」

「我們需要可視化這些細節,以便能夠識別出可能背離行星形成的模式並表徵磁碟的特性。」 這需要完全不同的觀察技術。克魯斯卡說:「我很高興我們現在第一次有了這些圖像中的15張。」

克魯斯卡(Kluska)和他的同事們使用一種稱為紅外幹涉儀的技術在智利的歐洲南方天文臺(ESO)上創建了這些圖像。

他們使用ESO的PIONIER儀器將甚大型望遠鏡天文臺的四臺望遠鏡收集的光合併在一起,以詳細捕獲磁碟。

但是,此技術無法傳遞觀察到的源圖像。需要使用數學重建技術來恢復磁碟的詳細信息。此技術類似於捕獲黑洞的第一張圖像的方式。

克魯斯卡解釋說:「我們必須去除恆星的光線,因為它阻礙了我們在磁碟上看到的細節水平。」

「在像地球或木星這樣的巖石行星的軌道尺度上區分細節(如您在圖像中所見),地球太陽距離的一小部分,等於能夠在月球上看到人類,或者可以在10公裡的距離內分辨出一根頭髮。」

格勒諾布爾-阿爾卑斯大學的讓·菲利普·伯格(Jean-Philippe Berger)指出,他是首席研究員,負責PIONIER儀器的工作。「紅外幹涉儀正逐漸被用於發現天文物體的最細微的細節。將該技術與先進的數學方法相結合,最終使我們能夠將這些觀測結果轉化為圖像。」

「您可以看到某些斑點更亮或更暗,如上圖所示:這暗示著可能導致行星形成的過程。例如:圓盤中可能存在不穩定性,可能導致圓盤積聚顆粒的渦旋逐漸生長並演化為行星的太空塵埃。」

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