这些磁盘中的差距是由行星造成的吗?

天文学家喜欢观察遥远的年轻星星,因为它们形成。星星诞生了分子云,并且在那种云团聚在一起,融合点燃和一颗星开始它的生命。从形成恒星的剩余材料被称为周道盘。

由于周围地区的材料在现在旋转的星系周围旋转,它将它粘在各个行星中。随着行星的形式,它们会在该磁盘中留下空白。或者我们认为。

最受观察到的年轻星星之一被称为HL TAURI。它’在金牛座的星座中,距离大约450岁。 Atacama大毫米阵列(Alma)于2014年捕获了HL Tauri的着名图像。该图像是Alma曾经采取的最锋利的图像。

这是Alma-Sharper比在与NASA / ESA Hubble Space望远镜的可见光下常规实现的最锋利的图像。它显示了围绕年轻星级HL TAURI的原始圆盘。与像这样的年轻恒星和ci tau,观察结果揭示了从未见过的光盘内的子结构,甚至展示了在系统内的黑暗斑块中形成的行星的可能位置。在这张照片中,在HL中看到的特征Tauri系统标记为。信用:阿尔玛(ESO / Naoj / Nrao)

从那时起,天文学家已经观察到其他年轻的恒星,并且也发现了他们的磁盘中的差距。请注意,Alma,因为它的名字告诉我们,不是一个可见光望远镜。那里’Scistellar磁盘中的气体和灰尘可见光线毫无用处。 Alma在红外和无线电波之间的光线波长观察,因此它可以看到气体和灰尘的旋转盘。

一项新的研究看着18个年轻的恒星及其磁盘,发现证据表明,这些明星的8个是他们所说的话“velocity kinks”这可能发出年轻,静物的行星的存在。这项研究标题为“达尔勒旋转中的九个局部偏差在DSHARP Scrosslar磁盘中:用于雕刻差距的原生质网的运动学证据.”该研究的主要作者是澳大利亚蒙纳士大学的Christophe Pinte,以及法国格勒诺布尔大学)。本文在天体神话杂志上发表。

虽然天文学家可以看到Scistellar磁盘的差距,但它们可以’看看行星。经过多年的尝试与世界上一些世界’最好的望远镜,天文学家只直接成像 单个外延 在一颗星系的间隙中。所以即使它看起来很明显,婴儿行星负责,而且在那里’它真的没有其他方式可以形成它’仍然是一个未经证实的理论。这项新的研究有助于使这种情况下至少有一些观察到的外围磁盘中的差距是由行星引起的。

这项研究使用了来自的数据 高角度分辨率的磁盘子结构 (达尔马尔)项目。 DSharp使用Alma在附近学习附近的明亮周,也称为Promoplanetary Disks)。根据网站,DSharp是“旨在评估磁盘材料的分布中小型子结构的普遍存在,形式,位置,尺寸和幅度以及它们如何与行星形成过程相关。”

达斯帕尔正在调查20亮,附近的大型原型磁盘。图片信用:DSHARP
达斯帕尔正在调查20亮,附近的大型原型磁盘。图片信用:DSHARP

磁盘中的空隙还有其他候选解释。一个是雪线,或霜线。在一个星形碎片盘中,霜线是距离星形的距离’S冷却足以挥发物冻结。这不仅包括浇水,还包括氨,甲烷,二氧化碳等。除了霜线之外,这些物质冻结成固体冰晶颗粒。

对这些间隙的另一种可能的解释是灰尘烧结。那’■当灰尘通过热压压入固体结构时,但不熔化。一个科学家团队探讨了这个想法 这篇报告.

其他候选者包括磁力流体动力学效应,区域流动和自诱导的灰尘陷阱。在2014年的HL TAURI及其戒指的2014年ALMA形象之后,研究人员发表了许多论文提出了有利于所有这些可能的解释的证据。

构成Atacama大毫米/亚颌骨阵列(ALMA)的三个菜肴。图像学分:H.Calderón -  Alma(ESO / Nrao / NaoJ)
构成Atacama大毫米/亚颌骨阵列(ALMA)的三个菜肴。图像学分:H.Calderón - Alma(ESO / Nrao / NaoJ)

但他们都没有像婴儿行星解释一样有趣。自从我们现在知道大多数,如果不是全部,星星宿主外出,它有意义。

阿尔玛没有’拍摄这些年轻恒星和碎片磁盘的照片。它利用其力量研究磁盘中的气体分布。下面的图像来自新的研究。它将五个磁盘中的气体分布与相同磁盘的速度测量相比。

<Click to enlarge> The column on the left shows gas distribution in five of the Scrayellar碎片盘s in the study. On the right are measurements for gas in those disks in different velocity channels. Those images show "velocity kinks." Image Credit: C. Pinte et al, 2020.
<Click to enlarge> The column on the left shows gas distribution in five of the Scrayellar碎片盘s in the study. On the right are measurements for gas in those disks in different velocity channels. Those images show “velocity kinks.” Image Credit: C. Pinte et al, 2020.

在这项新研究的核心是什么’s called “velocity kinks.”

HL TAURI和其他年轻恒星周围的周围的碎片盘在很大程度上由气体制成’S旋转。随着它的旋转,它的运动受到了管辖 开普利亚速度。开普利亚速度描述了物料磁盘应该如何移动’在其中心的巨大身体主导。但随着上述图像,气体中存在扭结。根据新论文的作者,这些扭结是年轻星球的证据。

从论文中:“嵌入式行星扰乱了在其附近的开普利亚气流,在林竹兰在其轨道内部和外部产生螺旋波。”

对于20个年轻恒星中的至少一个,破坏的流量是大型天然气巨头的证据:“准确地测量旋转曲线,例如径向压力梯度和垂直流动,可能由轨道在圆盘中的垃圾群质量行星中的气体表面密度雕刻的间隙驱动 HD 163296..”  

形成在一个年轻恒星周围的星际碎片盘的年轻气体巨人的艺术家的例证。图片信用:Nrao / Aui / NSF / S. Dagnello
一个艺术家’形成在一个年轻星子的周围的幼小气体巨人的例证在一个年轻明星附近。图片信用:Nrao / Aui / NSF / S. Dagnello

该研究提出了许多强有力的证据,支持原生质网。但作者承认可能有其他原因。其中一个是数据本身。

“几种观察效果和物理机制可以在看起来像速度扭结的频道地图中产生特征,” the authors say. “最明显的是以低信噪比的重建过程,通常导致斑块发射,这可能被误以为扭结。我们不能排除在DSHARP数据中存在这样的伪像…”

但是他们’ve采取了措施消除这些错误,并在他们的论文结束时,他们在摘要中提出了几个陈述:

  • “我们发现了九个局部化(频道特定的)速度扰动,指示8个原始磁盘的DSHARP观察中的非开普勒运动,其中18个选定的来源。”
  • “嵌入行星的存在自然地解释连续圈和气体速度偏差,从开普里旋转。”
  • “如果行星确实负责这些暂定速度扭结,它们应该具有木星质量的群众。”
  • 在几个情况下,作者可以’达到明确的结论。“…在其他磁盘或其他磁盘中的其他磁盘中的非特性,我们检测到扭结的磁盘上并不一定意味着没有木星群众行星。”

因此,我们有它。这种彻底和有趣的论文推进了如婴儿行星造成的牙髓碎片磁盘中差距的想法。

随着我们的观察力的增长,随着詹姆斯韦伯等望远镜的望远镜,证据可能会增长更多的结论。

但在科学中,你不’在你知道之前知道。

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