詹姆斯韦伯望远镜发现猎户座星云有问题:恒星风正在侵蚀一颗年轻恒星周围的行星形成物质

撰文:夏米拉.库塞纳
基于美国宇航局哈勃太空望远镜的观测,对混乱的猎户座星云进行了三维可视化。(图片:NASA、G.Bacon、L.Frattare、Z.Levay和F.Summers(STScI/AURA))
我们中的许多人不得不与讨厌的邻居打交道,但对于猎户座中至少一个尘土飞扬的地区来说,这个问题是存在的。
詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)的观测表明,猎户座星云中一颗年轻恒星周围的气体和尘埃致密盘,每年都会损失大量的氢。该盘被称为原行星盘,是新行星可以形成的区域,因此大量物质的损失可能会限制这一过程。
这种氢的损失,由一群大质量邻近恒星涌入的强烈紫外线辐射引起的。一项新的研究表明,紫外线辐射如此强烈,可能会阻止该区域形成大型行星。这一发现可能会揭示,摇摆的大质量恒星对出茅庐的行星系统的影响。
法国国家科学研究中心(CNRS)的研究科学家、这项新研究的主要作者奥莉维尔.伯恩说:“在一百万年的时间尺度上,所有的质量都应该从这个圆盘上消失。”目前的行星形成模型表明,木星大小的球体至少需要那么长的时间才能聚结,因此快速逃逸的物质“与行星的形成竞争”,伯恩告诉《生活科学》。
研究小组的研究结果于星期四(2月29日)发表在《科学》杂志上。
超暴力恒星
斜方星团是许多年轻恒星的聚集地,包括猎户座中心著名的星团,每颗恒星的质量都是太阳的10倍,亮度是太阳的100000倍。该团队最新的JWST观测结果表明,这些超亮恒星的紫外线辐射,正在显著加热附近原行星盘(正式名称为d203-506)中的气体,导致大量宝贵的行星形成材料断裂并吹向太空。
伯恩说,原行星盘d203-506的年龄最多只有几百万年,尽管很难获得确切的年龄。猎户座星云本身被认为大约有300万年的历史,“对我们天文学家来说,这是非常年轻的,”他说。
这个新生的星云直径约为30至40光年,因此从原行星盘喷出的气体很有可能留在其中——尽管未来任何在原行星盘中萌芽的行星,都会永远失去它。根据同一团队2月23日发表在《自然天文学》杂志上的一篇相关论文,该系统似乎每个月都会因紫外线袭击,而损失整个海洋的水。
伯恩说,从原行星盘喷出的气体至少携带了一些尘埃颗粒,因此像地球这样的岩石行星,是否能在这个系统中诞生,这是一个悬而未决的问题。
对陨石的研究表明,我们自己的太阳系比d203-506古老4000倍,在形成过程中也受到附近一颗或多颗大质量恒星的影响。这方面的证据包括彗星和小行星中存在的放射性元素,如铝-26,已知它是在非常热的条件下形成的,就像在爆炸的恒星中看到的那样,可能是由于附近的超新星而飘进了我们的太阳系。
伯恩说:“在某种程度上,观察这个系统[d203-506],就像是在观察我们太阳系的过去。”
与我们自己的太阳相比,d203-506的恒星要小5到10倍,因此它对系统的控制也较弱,这可能解释了,为什么行星形成物质如此容易逃逸。
伯恩说,他的团队已经申请了更多的时间在望远镜上观察这个原行星盘,和猎户座星云内的其他原行星盘。由于目前的发现仅基于一个系统,研究人员表示,未来的观测可以更完整地描述,大质量恒星如何影响d203-506等年轻的行星系统。
“到目前为止,这只是我们关注的冰山一角,”伯恩说。