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中研院天文所研究团队使用阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)取得原行星盘分子谱线最佳影像,首度揭露金牛座HL星原行星盘上的气体环和环状间隙,能更直接的推测行星质量,获知该正在形成行星质量可能与木星一样大。本研究成果提供了行星形成时间及行星形成标准模型重要参考。
ALMA曾于2014年年底对金牛座HL星进行长基线观测,并于2015年三月向全球发表了解析力为0.03至0.07角秒的连续谱影像。毫米及次毫米波的连续谱追踪的是原行星盘上尘埃的分布,ALMA高解析力的影像显示了金牛座HL星的原行星盘有着一圈圈的尘埃环和间隙,认为是行星正在形成的证据。然而,颜士韦博士表示:「原行星盘的主要成分是气体,尘埃只贡献了原行星盘中百分之一左右的质量。」要完整叙述原行星盘上发生什么事,如果只看尘埃而不知气体状况如何,就如同见树不见林,因此本次研究成果,能帮助正确解读金牛座HL星原行星盘。
无论是要确切了解行星是否正在金牛座HL星周围形成,或要推测行星的质量,都需要极高解析力的分子谱线影像,用来追踪气体的分布。
ALMA长基线观测资料公开后,中研院天文所研究团队进一步处理及分析观测数据,成功重建高解析力的HCO 影像。
重建出的影像解析力高达到0.07角秒,是目前原行星盘的分子谱线影像中最好的。
研究团队发现金牛座HL星原行星盘的气体分布有两圈间隙,且气体和尘埃间隙的位置相吻合。如果之前发现的尘埃间隙是由行星形成所造成,理论预期在一样的位置应该也会有气体间隙,因此,中研院天文所研究团队的发现更加支持了行星正在金牛座HL星周围形成。
此外,透过量测气体间隙的宽度和深度,可以计算推测行星的质量。
研究结果显示,正在形成的行星其质量约和木星一样大。如果观测到的气体间隙确实是由行星所造成,行星形成的时间就比预期的早很多,需要对标准模型进行修正或是建立新的行星形成理论。
(作者:颜士韦/ASIAA EPO)
资料来源:转载自中研院天闻网