詹姆斯韦伯太空望远镜在婴儿恒星系统中发现形成的系外卫星的暗示

(2024-04-06 09:41:01)

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2024/4/5

“PDS 70是特别的，因为它是迄今为止唯一一个所有天文学家同意为我们已经发现的捕捉到的正在形成行星的原行星盘” 。

围绕婴儿恒星PDS 70的原行星盘，它可能含有一个第三颗行星的种子。(Image credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.)

围绕一颗遥远的婴儿恒星确定的三个不拥挤的行星。

天文学家已经发现在围绕婴儿恒星PDS 70的气体和尘埃盘或原行星盘中正在形成两颗行星。现在用詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）用中红外圆盘勘察（MINDS）项目的天文学家已经看到一个第三世界围绕位于距离地球约400光年的这颗初出茅庐的恒星正在形成的暗示。

除此之外，用詹姆斯韦伯太空望远镜的近红外相机（NIRCam），中红外圆盘勘察工作人员还看到了一股巨大的物质的螺旋流给之前发现的行星之一PDS 70C的生长喂食。这颗巨大的行星已经被它自己的物质盘包围，这也正在被这股气流喂食并被预计来诞生卫星。

中红外圆盘勘察团队成员、鲁汶大学和列日大学天体物理学博士后研究员瓦伦丁克里斯夏恩斯告诉太空网站，“我们发现在这个系统中一颗第三个行星存在的证据，这被基于非常大望远镜观测提示”。

克里斯夏恩斯补充道，“此外，我们对这两颗已知原行星获得的新红外测量结果提示围绕它们被加热物质的存在，这可能是围绕它们正在形成卫星的构造块”。

PDS 70系统已经被大量望远镜很好研究，包括基于地面的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和非常大望远镜（VLT）。

对天文学家它仍然是一个迷人的系统，因为原恒星及它的原行星盘被估计不老于550万岁——与我们45亿岁老的太阳系相比一个宇宙婴儿。

克里斯夏恩斯说，“PDS 70是特别的，因为它是迄今为止唯一一个所有天文学家都同意为我们已经发现了捕捉到正在行动的形成的行星的原行星盘，这样这一系统的详细研究允许了我们来了解到许多关于行星形成的” 。

研究人员说到目前为止关于围绕PDS 70潜在的第三颗行星的属性几乎不知道。这颗行星——如果被证实将被命名为PDS 70D——似乎被笼罩在大量尘埃内，它在大约13倍于地球和太阳之间距离环绕它的婴儿恒星。

克里斯夏恩斯说，“有趣的是这种分离把它放在与行星PDS 70B和PDS 70C接近1:2:4平均运动共振上。这意味着它的轨道几乎分别刚好是像B的两倍短和C的四倍更短一样。这是一种我们所知道的在太阳系内木星的最内侧三颗伽利略卫星：木卫一、木卫二和木卫三的情况” 。

阿塔卡马对系外行星PDS 70b的观测显示它被一团表明是“特洛伊行星”的尘埃拖尾。(Image credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) /Balsalobre-Ruza et al.)

该团队发现的螺旋吸积流之前理论上已经被预测在围绕年轻恒星的原行星盘中。这些流的信号甚至也被在其他年轻的系统中看到。然而，研究小组成员说这一新发现仍然突出的。

克里斯夏恩斯说，“这是我们第一次能将这一特征直接的联系到一颗正在形成的行星，这可能提示在其他原行星盘中观察到的一些螺旋也可能被相关到行星的形成。因此，这些发现已经导致增加怀疑在其他星盘中观测到的螺旋很可能也被直接关联到被嵌入在它们的盘中的行星” 。

PDS 70D的检测不是一成不变，克里斯夏恩斯说在完全确认被做出之前还需要对这个系统的更多观测。考虑到研究人员一开始就不相信这颗行星就在那里，这不错的！

他说，“对我最令人惊讶的方面是确定的发现这个信号与一个第三颗行星一致，因为我最初关于第一项工作中的原始声称是非常怀疑的——我认为信号可能一直在追踪内盘的尖端”。

当研究人员应用他们最好的图像处理算法时，他们在他们的图像中看到了一个额外的信号，该信号似乎不对应到圆盘或其他已知行星。如果这个信号确实追踪一颗行星在其轨道中移动，这个信号也恰好是更早提出的他们已经预期候选者现在是的地方。

克里斯夏恩斯说，“第三颗行星被基于地面观测中首次探测到。我们没期望会再次探测到它，毕竟证实这一点不是观察的目标！”