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极品aⅴ在线视频yys55com _行星PDS 70的磁盘差异,系外行星的“婴儿时期”是什么样子?

作者:文/虞子期

系外行星的“婴儿时期”是什么样子?天文学家通过超大望远镜过滤中央恒星光线的方法:自适应光学和数据处理的结合,抵消来自中心恒星(由白星标记)的光。从而发现了两个轨道系外行星,它们分别是左下方可见的PDS 70b(质量是木星的4到17倍)和右上方可见的PDS 70c(质量是木星的1到10倍)。

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直接成像的第二个平面系统PDS 70

PDS 70有多特殊?它是迄今第二个直接成像的多平面系统,也是天文学家们第一次明确检测到的一个雕刻磁盘间隙的双行星系统。在HR 8799之后,拥有四个已知的世界。它们之间最大的不同之处在于:绕着PDS 70行进的那些行星仍在增长,并且,在它们的主星周围,气体和尘埃盘中形成了一个间隙;而HR 8799的行星,却都已完全形成。

PDS 70的磁盘很特别,从距离恒星的31亿公里(19亿英里)延伸到61亿公里(38亿英里),或距离恒星比冥王星的平均距离更近。与此同时,也比天王星绕太阳运行的距离更接近恒星。圆盘上那个很大的空隙,是一个没有灰尘和气体的地方,人类最先进的望远镜都可以看到。比如:阿塔卡马沙漠中的射电望远镜阵列、ALMA,以及哈勃太空望远镜。

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系外行星PDS 70的原行星盘猜测

PDS 70b和PDS 70c被笼罩在宽阔平坦的物质圈中,它们的气体和尘埃会聚集到最终的行星球中,所以天文学家们将其称为“原行星盘”。相关研究人员们也一直在怀疑:在望远镜所发现的松散物质的海洋中,原始行星可能会发现较大的空隙。

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通过这两个行星的发现,这个猜测性的理论也由此得到证实:在和地球相距370光年的半球座星座PDS 70的周围,在那个圆盘的缝隙中,天文学家们发现了PDS 70b和PDS 70c的存在。相对于太阳大约45亿年的生命历史而言,形成于600万年前的PDS 70则显得格外年轻。

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行星PDS 70的磁盘存在巨大差异

拥有600万年生命的系外行星PDS 70,同时也拥有巨大差异的磁盘。早在2018年,天文学家就发现了一个气体巨星,它就是PDS 70b,它和“母星”之间的距离大约32亿公里(20亿英里),靠近这个间隙的内缘,大致相当于天王星和太阳系中太阳之间的距离。

而在这个空白中还有第二颗行星PDS 70c,远离它的母星,就像海王星从太阳那样,更接近间隙的外缘,距离类似于海王星的53亿公里(33亿英里)。参与研究的小组成员初步预估,PDS 70c是一个天然气巨头,拥有木星质量的一到十倍。在其较大的内部双胞胎的每两个轨道上,PDS 70c绕其恒星运行一次。

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原行星盘间隙的启发性研究意义

天文学家对PDS 70c的发现也感到“非常惊讶”, 研究人员正在以一种新的观测模式,使用MUSE研究星团和星系。像这样的原行星盘间隙比较年轻的行星虽然很多,但这些发现却更具有启发性。与此同时,这种新模式,也使其适用于系外行星成像,虽然这不是MUSE仪器的原始科学驱动因素。

天文学家可以从未来的天文台,了解更多关于PDS 70系统和行星的诞生情况。比如: 2021年,美国宇航局计划将发射价值96亿美元的詹姆斯韦伯太空望远镜,美国航空航天局范围内计划升空研究小组成员表示,在20世纪20年代中期,广角红外探测望远镜也可以针对该系统。

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具有挑战性的系外行星发现之旅

围绕着年轻恒星PDS 70的两颗气体巨星系外行星,这些行星仍然是通过从周围的盘中吸收材料而生长的。在这个过程中,他们重力地在磁盘上划出了一个巨大的空隙。在我们的太阳系中,距离相当于天王星和海王星轨道的距离。为了可见,磁盘必须将其平面呈现给地球,而不是它的边缘,在像这样的间隙中,发现系外行星是具有挑战性的。围绕地球盘旋转的行星,永远不会在地球和恒星之间传播,所以这样的世界必须直接成像。

天文学家们通过观察它们的前面而间接发现外行星,虽然通过间接方法发现了数千颗系外行星,但直接探测很少见。作为第二个直接成像的多平面系统,这两颗行星只是直接发现的十几颗系外行星的一部分。在未来的路上,天文学家们希望在行星上,操作除了VLT以外的望远镜,以了解更多关于它们的信息,并加深年轻行星如何形成、,以及关于原行星盘的形成理解。

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