天文學家們通過觀測發現,獵戶座中有圍繞三顆恒星旋轉,并且三個環都有不同的方向,其中最裡面的環與另外兩個環完全不一緻。
一團氣體塵埃雲圍繞着1300光年之外的新生恒星系統旋轉,這個系統與我們迄今見過的任何圓盤星系都不同。它由三個環組成,圍繞着三顆恒星——三個環各自有着不同的方向,最裡面的環方向與另外兩個差别尤其大。
這是第一個直接證據,表明這種錯位——被稱為“圓盤撕裂”,可以發生在宇宙的自然環境下,建模後也證實了這一點。
但盡管阿塔卡馬大型毫米-亞毫米陣列(ALMA)對該系統進行了迄今為止最為細緻的觀測,也仍然無法弄清圓盤撕裂是如何發生的。
這個被命名為GW獵戶座的系統位于1300光年外的獵戶座。它由兩顆恒星組成,它們以大約一個天文單位的距離(地球和太陽的平均距離)鎖定在彼此的軌道上,第三顆恒星在偏離軌道上隔着8個天文單位的距離繞着這兩顆恒星運行。
圍繞着這三顆星的是巨大的原行星塵埃和氣體雲,三個環距離星系中心的距離分别是46,185和340個天文單位。
最外圍的環是我們在原行星系統中所見過最大的一個;用冥王星為例比較,冥王星與太陽的平均距離隻有39.5個天文單位。
原行星盤,顧名思義,是恒星周圍行星形成的物質。恒星首先需要在恒星苗圃中形成并生長。原恒星雲團中的一團物質在引力作用下坍縮,并開始自旋。這是一個巨大的由氣體和塵埃組成的圓盤在向成長中的恒星輸送養分。
在完成形成過程後,圓盤中剩餘的物質開始聚集在一起,最終形成行星和其他小天體。這就是為什麼在和我們太陽系類似的行星系中,行星和岩石帶或多或少是沿着一個環繞恒星赤道的平面軌道排列的。
然而在多恒星系統周圍,行星平面往往與其恒星的軌道不一緻。研究多恒星系統四周的原行星圓盤可以幫助我們理解這種不一緻是怎樣發生的。
GW獵戶座原行星盤的奇怪錯位是ALMA在2017年首次發現的。
ALMA 觀測圖(左)and VLT觀測圖 (右). (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ESO/Exeter/Kraus et al.)
加拿大維多利亞大學的天文學家加慶·比夫說:“我們對内環這麼強烈的錯位現象感到非常驚訝,但圓盤中奇怪的扭曲符合ALMA在圓盤氣體中測量出來的扭曲模式。
第二組天文學家也利用ALMA以及歐洲南方天文台的甚大望遠鏡進行了更近距離的觀測。
“在我們的圖像中,可以看到外盤上有内環的影子”,美國埃克塞特大學的天文學家斯蒂芬·克勞斯說。
同時還能通過ALMA測量投射陰影的圓環的精确形狀。結合這些信息,我們可以得出錯位環和扭曲圓盤表面的三維方向。
幸運的是,雖然這種錯位是近期才發現的,但GW獵戶座在2008年就處于監測中了,2011年發現了系統中的第三顆恒星。研究人員由此獲得了多年的數據,這些數據可用于重建該系統的軌道。
利用對星系系統的3D計算機模拟,克勞斯和他的團隊發現,恒星在不同平面上相互沖突的引力效應能夠産生獵戶座GW中明顯的盤狀撕裂。
但Bi和他的團隊發現恒星軌道的引力作用本身不足以形成所觀測到的環。
“我們的模拟顯示僅靠三顆恒星的引力推動不能解釋觀察到的巨大偏離。我們認為這些環之間需要存在一顆行星用來解釋圓盤為什麼會撕裂。這顆行星很可能在目前的内環和外環的位置上鑿出一個塵埃缺口,并打破這個圓盤。”維多利亞大學的天文學家Nienke van der Marel說。
如果那裡真的有這樣一顆行星,這将會是我們觀察到的第一顆圍繞三顆恒星運轉的行星。當然,現在這樣說還為時過早。未來也仍會對系統的進行觀察,嘗試解決這個令人着迷的謎團。
這項研究發表在《天體物理學雜志通訊與科學》(The Astrophysical Journal Letters and Science)上
by: MICHELLE STARR
FY: 嗆嗆
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