Herschel发现行星系统如何形成和发展的线索

杂色圆盘和星球周围的展开图,称为Gliese 581

被称为Gliese 581的星系中的碎片盘和行星的展开图叠加在组合的复合HERSCHEL图像上,这些图像由其光滑摄像机和70,100和160微米波长的光谱仪相机和光谱仪(PACS)组装在单独的观察中。图像下部中心的白色区域是源自光盘的发射,只能从圆盘上完全源于悬垂的辉光581.叠加在HERSCHEL图像上的线条绘图给出了位置和方向的示意图明星,行星和光盘,尽管不缩放。黑色椭圆形轮廓勾勒出在HERSCHEL数据上代表碎片盘的最内边界;最外边界的近似位置由外部虚线组表示。Gliese 581的行星在2到15个地球群体之间具有群众,并且都位于0.22天文单位(Au,其中1个au是地球之间的距离和我们的太阳之间或约1.5亿公里)。巨大的碎片圆盘从大约25个au延伸到60 au。背景包括在Herschel Image中也可见,在此作为尾部特征,在圆盘右侧的黄色/红色上可见,以及图像左上角的黄色/红色物体。信用:esa / aoes

在两项新研究中,科学家们使用来自Herschel空间天文台的数据,找到了没有的大规模碎片盘和行星系统之间的相关性木星- 为我们了解行星系统如何形成和发展的方式,提供线索。

使用ESA的Herschel Space Indeveratory,天文学家已经发现了众多彗星的彗星,周围有两个众所周知的行星系统,该系统没有比地球更大海王星- 世界。彗星水库可以将生命的海洋提供给最内部的行星。科学家们在皇家天文社会和天文学和天文学的每月通知中发布了论文的工作。

去年,赫歇尔发现,附近星星Fomalhaut周围的尘土飞扬的皮带必须通过彗星之间的碰撞来维护。在新的Herschel学习中,已经发现另外两个附近的行星系统 - GJ 581和61 Vir - 举办了大量的综合碎片。

Herschel检测到-200ºC(70 keelvin)的冷尘的签名,这意味着这些系统必须具有至少10倍的彗星,而不是在我们自己的太阳系的kuiper皮带中,这是位于海王星轨道的轨道之外的核心核的储层。

GJ 581或Gliese 581,是一个低质量的红矮星,是银河系中最常见的星星。在天秤座的星座中,早期的研究表明它至少举办了四个行星,包括驻留在“金发姑娘区”的行星 - 距离中央阳光可能存在的距离。

现在,两颗行星围绕着星星61 vir围绕着星空,这比我们的太阳略低一点,位于处女座星座上。两个系统中的行星被称为“超地球”,覆盖地球的2至18倍之间的一系列质量。

但有趣的是,巨型木星没有证据表明土星- 在任一系统中的行星。在我们自己的太阳能系统中,木星和土星之间的引力相互作用被认为是负责扰乱一支高度人口稠密的养老师带,在持续数百万年的灾难性事件中向内行星发送洪水繁殖。

“The new observations are giving us a clue: they’re saying that in the Solar System we have giant planets and a relatively sparse Kuiper Belt, but systems with only low-mass planets often have much denser Kuiper belts,” says Dr Mark Wyatt from the University of Cambridge, lead author of the paper focusing on the debris disc around 61 Vir.

“我们认为这可能是因为低质量行星系统中的木星允许他们避免剧烈的重型轰炸事件,而是在数十亿年里遇到彗星的逐渐雨。”

“对于像GJ 581这样的较旧的明星,这是至少20亿年的历史,这种渐进的彗星逐渐雨水已经向最内心的行星提供了大量的水,这对地球居住特别重要in the star’s habitable zone,” adds Dr Jean-Francois Lestrade of the Observatoire de Paris who led the work on GJ 581.

在星星61 vir周围的碎片盘和行星的展开图

星形盘和星形61 Vir周围的碎片盘和行星的展开图叠加在复合HERSCHEL PACS图像上,这些图像从70,100和160微米波长的单独观察组装在一起。图像中的底部中心的白色区域是发射的发射,其几乎完全来自光盘,只能从看不见的61 vir贡献。叠加在HERSCHEL图像上的线条绘图给出了星,行星和光盘的位置和方向的示意图,尽管不缩放。黑色椭圆形轮廓勾勒出在HERSCHEL数据上代表碎片盘的最内边界;最外边界的近似位置由外部虚线组表示。由于HERSCHEL数据的涂抹,是不可能看到最接近恒星的圆盘的一部分是空的。大约61个左右的两颗行星在5到18个地球质量之间具有群众,并且都位于中心星的0.22 Au内。巨大的碎片盘从大约30个au延伸到100 au。信用:esa / aoes

然而,为了产生Herschel看到的大量灰尘,需要彗星之间的碰撞,这可以由驻留在盘靠近的海王星大小的行星触发。

“模拟向我们展示了这些系统中的每个系统中的已知近乎行星不能完成这项工作,而是一个类似的行星,其速度远离恒星 - 目前超出当前检测活动的范围 - 就可以搅拌光盘让它变得尘土飞扬和可观察,“Lestrade博士说。

“Herschel在没有木星级行星的大规模碎片盘和行星系统之间找到相关性,这为我们了解行星系统的形成和发展方式,”埃卡赫尔·科学家科学家哥伦希尔特(GöranPilbratt)提供了一种联系。

“Herschel成像为61 Vir:M.Wyatt等人的低质量行星系统中碎片的患病率的影响,由M.Wyatt等人发表在皇家天文学会的日志通知,424,2012。

“围绕地球周围的碎片盘托管M-STAR GJ 581随空间地解决了Herschel,”通过J.-f.Lestrade等人,被接受在天文学和天体物理学中出版。

可以从文件下载文件的副本http://arxiv.org/pdf/1206.2370(wyatt等人)和http://arxiv.org/pdf/1211.4898(Lestrade等人)。

图片:ESA / AOES

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