巨大的差距PDS 70的原始网状盘可以指示多个行星

pds70附近原行星盘的红外图像

图1:安装在斯巴鲁望远镜上的HiCIAO捕捉到了PDS 70附近原行星盘的近红外图像。一个软件遮罩挡住了中央恒星附近的光线。图像中的颜色表示红外光的亮度;白色区域的红外辐射较强,而蓝色区域的红外辐射较弱。pds70附近的黑色区域,在软件掩码之外,是文中提到的间隙。(来源:NAOJ)

一个国际天文学家团队在PDS 70的原始圆盘内部发现了一个巨大的差距,这可能导致了多个行星的诞生。

由Jun Hashimoto(日本国家天文天文台)和若要侗族()领导的大型天文学家团队普林斯顿大学)已经使用了底下的底下的高对比度仪器下一代自适应光学(Hiciao)观察和检查PDS 70(注1),一个大约1000万岁的年轻明星,质量与太阳相似。从观察结果捕获的图像清楚地表现出原野盘内部的巨大差距,这是与太阳相似的较低质量恒星中最大的巨大差距。原始圆盘是行星形式的,并且新生儿行星的重力可能考虑盘和中心星之间的巨大间隙。没有单个星球,无论它在其形成中有多重或有效程度,都足以产生如此巨大的差距。研究人员认为,PDS 70的原始圆盘中的差距可能是由多个行星的出生产生的。来自观察结果的高对比度图像允许研究人员研究磁盘的细节,然后使其能够直接揭示形成一个和可能更多的行星的形成位点。研究团队现在正在试图检测这些行星。

原始磁盘在许多太阳般的恒星周围发生;它们由气体和灰尘组成,围绕着恒星,并提供像地球形式这样的行星的材料。研究人员对原始磁盘的观察进行了解,以了解他们的演变和地球的形成。较重的恒星的磁盘往往会更加延伸和更亮,因此更容易详细研究;宽大的恒星周围的人更多地对研究产生了挑战。2009年开始,在Subaru(种子,注2)项目中,对外产物和磁盘的战略探索的目标是研究像太阳一样的大量恒星的磁盘。

作为种子项目的一部分,目前的团队选择了位于半人马座的pds70作为目标;距地球约460光年;质量是太阳的90%这颗恒星大约有1000万年的年龄,相对于类似太阳的恒星100亿年的寿命和我们的太阳46亿年的年龄来说,这是一颗非常年轻的恒星。以往观测到的光谱能量分布和直接成象由非常大的望远镜在智利发现了圆盘的存在,但无法确定其结构的细节。

与底座望远镜安装在底座望远镜上的观察结果清楚地显示了PDS 70和围绕它的盘的内边缘之间的低密度空间,半径为70天文单元(AU,地球和太阳之间的距离)。图1显示了星形附近的较暗区域,这意味着该区域的材料较少。来自Hiciao的高对比图像使能这一发现。

pds70和它的两个原行星盘的再现

图2:艺术家的PDS 70及其两个原始磁盘的再现,显示它们之间的差距。几个新生行星的引力可能负责在两个磁盘之间发展这种巨大差距。(来源:NAOJ)

PDS 70周围磁盘中的差距的巨大尺寸导致团队质疑差距如何形成。通过研究恒星本身和盘的光谱能量分布(绘制光与波长的亮度)的细节,它们发现另一个磁盘仅为1 AU。图2说明了双磁盘结构。内在的,更小的磁盘非常靠近星星,但目前的观察没有明确显示磁盘的一部分,因为它位于Hiciao的面具后面,阻挡了来自中心星的明亮光。来自磁盘中的行星的引力可能会考虑磁盘中的这种间隙,因为它们可以从盘中拉开材料,并且材料的清除意味着从该区域的红外线辐射较少。单个星球非常困难,以在PDS 70周围创建磁盘中的巨大差距。研究团队认为,超过一个星球可能负责创造差距。然而,导电观察以检测这种行星难以困难,因为来自盘的散射光可以模糊从行星发出的非常微弱的光。

由HiCIAO观测得到的高对比度图像揭示了pds70原行星盘令人惊讶的细节。团队领导Jun Hashimoto (NAOJ)评论道:“感谢斯巴鲁望远镜和HiCIAO的强大组合,我们能够探测类日恒星周围的盘。pds70展示了我们的太阳系在婴儿期的样子。我想继续这类研究,以了解行星形成的历史。”研究小组组长董若冰(普林斯顿大学)同意并补充说:“对行星在原行星盘形成过程中的直接成像是理想的,这样我们就可以了解行星何时、何地以及如何形成。”

研究小组意识到非常暗淡的行星和它们明亮的主星之间的对比带来的挑战。此外,年轻恒星的高活动性和变化性使得观测更加困难。巨行星的探测比较容易,因为它们在圆盘中引起更大的引力扰动。因为大行星在圆盘上产生更大的间隙,它们由行星引起的结构更容易观察。“我们对像pds70这样的系统的种子研究,有一个巨大的缺口,可能是由多个巨大的行星创造出来的,为直接研究行星在圆盘中的形成打开了一条有希望的道路,”若冰说。

参考:

hashimoto等。“Polarimetric Imaging - PDS 70:磁盘的观察发表于2012年10月10日的《ApJ Letters》(ApJ 758, L19)。

Dong等人2012“结构 - PDS 70系统“在APJ中的新闻。

笔记:

1. PDS是“Pico DOS DIAS调查”的缩写,该目录名称基于1990年代在巴西的Pico Dos Diave Dementatory的大规模调查。目录中列出了大约一百个对象。列表上的第70个对象是本研究的目标。因此,它被称为PDS 70。

2.与斯巴鲁望远镜(种子)组的外产和磁盘的战略探索使用其高性能行星和磁盘成像仪,Hiciao,安装在斯图科望远镜上进行研究。Seeds项目于2009年开始,在斯巴鲁望远镜的120个观测夜晚开始为期五年。项目领袖Motohide Tamura是日本国家天文天文台(NAOJ)的超太阳能行星检测项目主任。

图片:NAOJ

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