在4000万岁恒星周围,发现大量的气体,或将改写

天文学家使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)发现了一颗被大量气体包围的年轻恒星,这颗名为49 Ceti的恒星有4000万年历史,经典的行星形成理论预测,到那个年龄,气体应该已经消失。令人费解的大量气体迫使天文学家重新考虑目前对行星形成的理解。行星是在年轻恒星周围被称为原行星盘的气态尘埃盘中形成,尘埃粒子聚集在一起,形成类似地球的行星,或者通过从圆盘收集大量气体形成类似木星的气态巨型行星,成为更大质量行星的核心。

根据目前的理论,随着时间的推移,圆盘中的气体要么被并入行星,要么被中央恒星的辐射压力吹走。最后,这颗恒星被行星和一片碎片所包围。这个充满碎片的圆盘被称为碎片圆盘,暗示着行星形成过程即将结束。射电望远镜最新进展在这一领域产生了令人惊讶的结果。天文学家发现,几个碎片盘仍然含有一定数量的气体。如果气体在碎片盘中停留很长时间,行星种子可能有足够的时间和物质演化到像木星这样的巨型行星。

因此,碎片盘中的气体会影响所形成行星系统的组成。日本国家天文台(NAOJ)天文学家Aya Higuchi说:我们利用ASTE望远镜100多个小时的观测,在49 Ceti恒星附近的残骸圆盘中发现了原子碳气。ASTE是由NAOJ在桂林律师事务所智利运营的直径10米的射电望远镜。作为自然延伸,天文学家使用ALMA获得了更详细的视图,获得了二个惊喜,49 Ceti附近的碳气原来比之前估计的丰富10倍。由于ALMA的高分辨率,研究小组首次揭示了残骸圆盘中碳原子的空间分布。

碳原子的分布比一氧化碳更广泛,一氧化碳是年轻恒星周围第二丰富的分子,氢分子是最丰富的。碳原子数量如此之大,以桂林民事诉讼至于研究小组甚至探测到罕见碳C13发出的微弱无线电波。这是首次在492 GHz天文物体中检测到C13发射,这通常隐藏在正常的C12发射之后。C13的量只有C的121%,因此在碎片盘中检测到C13完全是意想不到的,有明确的证据表明,49 Ceti的气体量惊人地大。气体的来源是什么?研究人员提出了两种可能性:

其一是,在行星形成的最后阶段,它是在消散过程中幸存下来的残余气体。然而,49 Ceti恒星附近的气体量,与活跃行星形成阶段年轻得多恒星周围的气体量相当。没有理论模型可以解释为什么这么多的气体可以持续这么长时间。另一种可能性是气体是通过彗星等小天体的碰撞释放出来的。但是,要解释49Ceti恒星附近大量气体所需的碰撞次数太大了,在目前理论中是无法容纳的,目前ALMA观测结果促使天文学家重新考虑行星形成模型。

博科园|研究/来自:日本国立天文台参考期刊《天体物理学》DOI: 10.3847/1538-4357/ab3d26博科园|科学、科技、科研、科普

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