
美国宇航局(NASA)的哈勃太空望远镜近日捕捉到一个前所未见的巨型行星形成盘,其规模之大、结构之奇特令天文学家震惊。这项发现发表于《天体物理学期刊》,为科学家提供了研究极端宇宙环境下行星形成的罕见窗口,也再次凸显了哈勃望远镜在探索宇宙中的持续价值。
前所未见的巨型行星摇篮
该天体系统编号为IRAS 23077+6707,被研究人员昵称为“德古拉的奇维托”(Dracula's Chivito),距离地球约1000光年。这个巨大的原行星盘直径接近4000亿英里,比我们太阳系延伸至柯伊伯带的宽度还要大约40倍。盘中心隐藏着一颗被厚厚尘埃和气体云遮蔽的年轻恒星,研究人员认为它可能是一颗大质量恒星,也可能是两颗相互绕转的恒星。
“我们在原行星盘成像中看到的细节水平极为罕见,这些新的哈勃图像显示,行星摇篮可能比我们预期的更加活跃和混乱,”论文第一作者、哈佛-史密森天体物理中心(CfA)的Kristina Monsch表示。“我们几乎是从侧面观测这个盘面,其纤细的上层结构和不对称特征尤为引人注目。哈勃和詹姆斯·韦伯太空望远镜曾在其他盘面中瞥见过类似结构,但IRAS 23077+6707为我们提供了独特的视角——让我们能够以前所未有的细节在可见光下追踪其子结构。这使得该系统成为一个独特的新实验室,用于研究行星形成及其发生环境。”
这个不寻常的昵称反映了研究人员各自的背景:一位科学家来自特兰西瓦尼亚,另一位来自乌拉圭——在当地,“奇维托”是一种流行的三明治。从边缘看,这个盘面就像一个汉堡包,中心黑暗,上下被发光的尘埃和气体层包裹。
神秘的单侧丝状结构
科学家们尤其对盘面的不均匀外观感到好奇。哈勃图像揭示了仅从盘面一侧延伸出的高耸丝状结构,而另一侧则轮廓分明,缺乏类似特征。研究人员认为,这种奇怪的对称性破坏可能源于系统内部的活跃过程,例如新鲜物质落入盘面或与附近环境的相互作用。
“我们被这个盘面的不对称程度惊呆了,”共同研究者、同样来自CfA的天文学家Joshua Bennett Lovell说。“哈勃让我们坐在前排,目睹了塑造盘面的混沌过程——这些过程我们尚未完全理解,但现在可以用全新的方式加以研究。”
行星系统形成的线索
行星系统由围绕年轻恒星的巨大气体和尘埃盘演化而来。随着时间的推移,部分物质落入恒星,剩余物质逐渐形成行星。科学家估计IRAS 23077+6707的质量可能相当于木星的10到30倍,提供了足够形成多个巨行星的材料。研究人员表示,该系统可能类似于早期太阳系的超大版本。
“理论上,IRAS 23077+6707可以容纳一个庞大的行星系统,”Monsch说。“虽然在这种巨大环境中行星形成可能有所不同,但基本过程可能相似。目前,我们的问题多于答案,但这些新图像是理解行星如何随时间在不同环境中形成的起点。”
哈勃的持续发现
哈勃太空望远镜已运行超过30年,持续带来重大发现,拓展了科学家对宇宙的理解。哈勃是NASA与欧洲空间局(ESA)的合作项目。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心负责望远镜和任务操作,丹佛的洛克希德·马丁太空公司也提供支持。由大学天文研究协会运营的巴尔的摩太空望远镜科学研究所负责哈勃的科学操作。