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太阳系婴儿照片有助于揭示行星是如何形成的

艺术家对一颗婴儿恒星的印象,它仍然被一个正在形成行星的原行星盘所包围。

近距离观察年轻恒星周围旋转的气体和尘埃云,让天文学家对新生太阳系及其行星是如何形成的有了新的了解。

恒星诞生后,通常会在周围保留残余物质云,这些物质会凝结成被称为原行星盘的环。随着时间的推移,这些圆盘中的气体和尘埃在引力的牵引下聚集在一起,形成行星。

在这项新的研究中,天文学家将夏威夷毛纳基亚岛上的两台凯克望远镜收集的光线结合起来,以前所未有的细节观察了一组新生的太阳系。这使他们能够获得观测距离地球500光年的恒星与其周围的气体和尘埃盘之间边界发生的过程所需的极其精细的分辨率。

科学家们说,这种景象相当于站在亚利桑那州图森市的屋顶上,试图观察一只蚂蚁在美国另一边的纽约中央公园啃一粒米。

亚利桑那大学天文学家、首席研究员约书亚·艾斯纳说:“我们能够非常非常接近这颗恒星,并直接观察富含气体的原行星盘和恒星之间的界面。”

研究人员观察了银河系中15颗带有原行星盘的年轻恒星。所有恒星的重量都在太阳质量的一半到10倍之间。

天文学家能够区分“主要由氢原子组成”的气体和圆盘中的尘埃,以分析这些大约有几百万年历史的萌芽太阳系中发生了什么。

艾斯纳说:“这些磁盘还将存在几百万年。”“到那时,第一批行星,类似于木星和土星的气态巨行星,可能会形成,消耗掉大量的圆盘材料。”

科学家认为气态巨行星可以在几百万年内迅速形成。在这些巨星耗尽了星盘中的大部分气体后,剩下的尘埃和岩石将聚集在一起,形成岩石类地行星,如地球、火星和金星。

这些新的观测结果还可以帮助天文学家了解恒星是如何通过吸收周围圆盘中的一些气体而变大的。

科学家认为恒星通过两种方式吸积这种物质。在一种方法中,气体直接冲洗到恒星表面,然后被整合到恒星的身体中。

在另一种机制中,恒星强大的磁场可以推开周围的物质,在恒星和圆盘之间形成一个空的外壳。然后,来自磁盘的原子可以沿着磁力线加速进入恒星。

艾斯纳解释道:“一旦被困在恒星的磁场中,气体就会沿着盘面上方和下方的磁力线呈漏斗状流动。”“然后物质以高速撞击恒星的极地。”

研究人员在即将出版的《天体物理杂志》上详细介绍了他们的发现。


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