天文学家发现我们见过的最大的行星形成盘

在距离地球大约1000光年的地方,有一个被称为IRAS 23077+6707(IRAS 23077)的宇宙结构,类似于一只巨大的蝴蝶。

Ciprian T. Berghea,天文学家美国海军天文台,最初在 2016 年使用全景巡天望远镜及快速反应系统(泛星)。令许多人惊讶的是,该结构多年来一直保持不变,导致一些人质疑 IRAS 2307 可能是什么。

最近,两个国际天文学家团队使用亚毫米阵列在史密森尼天体物理天文台(SAO) 以更好地了解 IRAS 2307。

在描述他们发现的一系列论文中,研究小组透露,IRAS 23077实际上是一颗年轻的恒星,周围环绕着一个巨大的原行星碎片盘,这是有史以来观测到的最大的。这一发现为行星的形成及其发生的环境提供了新的见解。

这张合成图像的中心显示了IRAS 23077,它可能是有史以来最大的行星形成盘,看起来像一只巨大的宇宙蝴蝶。(SAO/ASIAA/SMA/K. Monsch 等人/Pan-STARRS)

第一篇论文由Berghea领导的研究报告,IRAS 23077是一颗年轻的恒星,位于一个巨大的行星形成盘的中间。在第二篇论文在CfA博士后Kristina Monsch的带领下,研究人员使用Pan-STARRS和亚毫米阵列(SMA)的数据证实了这个原行星盘的发现。

第一篇论文已被接受发表,而第二篇论文分别于5月13日发表在《天体物理学杂志快报》上。

原行星盘基本上是行星苗圃,由沉淀在新形成的恒星周围的气体和尘埃组成。随着时间的流逝,这些圆盘会随着物质在某些轨道上凝聚成原行星而变成环,最终成为岩石行星、气态巨行星和冰冷的天体。

对于天文学家来说,这些圆盘可以用来限制年轻恒星的大小和质量,因为它们以特定的特征旋转。不幸的是,对这些圆盘进行准确观测有时会受到它们相对于地球的方向的阻碍。

虽然有些圆盘看起来是“正面朝上”的,因为它们对地球观察者来说是完全可见的,但一些行星形成圆盘(如IRAS 23077)只能“边缘”看到,这意味着圆盘遮挡了来自母星的光。尽管如此,这些圆盘的尘埃和气体特征在毫米波长下仍然很亮——SMA观察到了这一点。

当Pan-STARRS和SWA团队使用天文台的综合力量观察IRAS 23077时,他们对所看到的感到非常惊讶。

克里斯蒂娜·蒙施(Kristina Monsch)是SAO天体物理学家,也是CfA的博士后研究员,领导了SMA运动。正如她在最近的 CfA 中讲述他们的发现一样新闻发布:

“在从Pan-STARRS数据中发现这个可能的行星形成盘后,我们热衷于用SMA观察它,这使我们能够了解它的物理性质。我们的发现令人难以置信——有证据表明这是迄今为止发现的最大的行星形成盘。它含有极其丰富的尘埃和气体,我们知道它们是行星的组成部分。

“来自SMA的数据为我们提供了吸烟枪的证据,证明这是一个圆盘,再加上对系统距离的估计,它正在围绕一颗恒星旋转,质量可能是我们自己的太阳的两到四倍。从SMA数据中,我们还可以称量这个行星苗圃中的尘埃和气体,我们发现它有足够的物质来形成许多巨型行星 - 并且距离比太阳和太阳之间的距离远300多倍。木星!"

这张图片的插图显示了令人信服的证据,证明IRAS 23077包含一个行星形成盘。除了尘埃颗粒,SMA还可以观测到构成行星形成盘大部分的冷一氧化碳气体。(SAO/ASIAA/SMA/K. Monsch 等人/Pan-STARRS)

在Berghea观测到IRAS 23077之后,他提出了“德古拉的Chivito”的绰号,这是向“Gomez's Hamburger”致敬,这是另一个只能在边缘可见的原行星盘。

首先,由于 Berghea 在罗马尼亚的特兰西瓦尼亚地区长大,靠近穿刺者弗拉德(布拉姆斯托克故事的灵感来源)居住的地方,他推荐了德古拉。

Berghea的合著者Ana在乌拉基长大,她推荐了“chivito”,这是一种类似汉堡包的三明治,也是她祖籍国的国菜。合著者Joshua Bennett Lovell说,他是SAO天体物理学家和CfA的SMA研究员:

“像IRAS 23077这样扩展和明亮的结构的发现提出了一些重要的问题。我们错过了多少这样的物体?对IRAS 23077的进一步研究是必要的,以调查在这些极端年轻环境中形成行星的可能路线,以及这些路线如何与在比太阳质量更大的遥远恒星周围观察到的系外行星种群进行比较。

这个圆盘的发现也激励了天文学家在我们的银河系中寻找类似的物体。这些观测可以在行星系统形成的最早阶段产生有价值的信息,从而为太阳系的形成带来新的见解。

SMA是夏威夷的一系列望远镜,由哈佛和史密森尼天体物理中心(CfA)的史密森尼天体物理天文台(SAO)和台湾中央研究院天文与天体物理研究所(ASIAA)联合运营。

本文最初发表于今天的宇宙.读原始的 article.

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