先进望远镜揭示围绕明亮恒星运行的隐藏世界

先进望远镜揭示围绕明亮恒星运行的隐藏世界 科学家们通过将欧空局盖亚(Gaia)任务的数据与欧洲南方天文台(ESO)的 GRAVITY 仪器的数据相结合,探测到了来自 8 颗发光恒星以前从未见过的暗伴星的光信号。资料来源:欧空局他们首次捕捉到了迄今为止尚未发现的八颗发光恒星的暗伴星的光信号。这项技术为捕捉靠近主恒星轨道的行星图像提供了诱人的可能性。你有没有试过在明亮的路灯下给萤火虫拍照?很可能你在快照中看到的只是灯柱发出的强光。天文学家在明亮的恒星旁边追逐微弱的小恒星或行星时也会遇到同样的问题。为了解决这个问题,由欧洲南方天文台(ESO)科学家托马斯-温特哈尔德(Thomas Winterhalder)领导的一个国际天文学家小组首先搜索了盖亚编制的星表,其中列出了数十万颗疑似伴星的恒星。虽然伴星的亮度不足以被盖亚直接观测到,但它们的存在会导致亮度更高的主恒星的轨迹出现微小摆动(见下图),而这只有盖亚才能测量到。在盖亚的恒星轨道目录中,研究小组确定了八颗恒星作为 GRAVITY 的目标,GRAVITY 是位于智利 Cerro Paranal 的欧洲南方天文台甚大望远镜的先进近红外干涉仪。GRAVITY将来自不同望远镜的红外光结合在一起,通过一种叫做干涉测量的技术来捕捉暗淡天体的微小细节。天体测量学是通过精确测量恒星在天空中的位置来探测恒星运动的方法。当恒星围绕行星系统的质心摆动时,通过测量恒星位置的微小变化,这种技术也可用于识别恒星周围的行星。图片来源:欧空局得益于 GRAVITY 独一无二的锐利和灵敏的眼睛,研究小组捕捉到了所有 8 个预测伴星的光信号,其中 7 个伴星是以前未知的。其中三个伴星是非常小而暗淡的恒星,另外五个是褐矮星。这些天体介于行星和恒星之间:质量比最重的行星大,但比最轻的恒星轻且暗。这项研究中发现的其中一颗褐矮星绕其主星运行的距离与地球距离太阳的距离相同。这是第一次可以直接捕捉到如此接近其主恒星的褐矮星。欧空局盖亚卫星观测银河系的效果图。天空的背景图像是由超过18亿颗恒星的数据编辑而成的。它显示了盖亚观测到的恒星的总亮度和颜色,作为盖亚早期数据发布 3(Gaia EDR3)的一部分于 2020 年 12 月发布。资料来源:航天器:ESA/ATG medialab;银河:ESA/Gaia/DPAC; CC BY-SA 3.0 IGO.致谢:A. Moitinho托马斯解释说:"我们已经证明,捕捉暗伴星的图像是可能的,即使它的轨道非常接近其明亮的宿主。这一成就彰显了盖亚和GRAVITY之间非凡的协同作用。只有盖亚才能识别出这种容纳一颗恒星和一个'隐藏的'伴星的紧密系统,然后GRAVITY就可以接手,以前所未有的精确度为更小更暗的天体成像。"在早先的一项研究中,天文学家利用盖亚数据和另一个地面天文台捕捉到了一颗巨型气体系外行星的图像。这颗行星围绕其主恒星运行的距离大约是地球与太阳距离的17倍,在天空中划过的角度比GRAVITY在这项新成果中拍摄到的伴星的典型距离要宽得多。盖亚观测推断出的小伴星通常位于几十毫阿秒的微小分离角上,也就是从100千米的距离看去一枚一欧元硬币的大小。托马斯继续说:"在我们的观测中,盖亚数据就像一种路标。我们能通过 GRAVITY 看到的天空部分非常小,因此我们需要知道该往哪里看。盖娅对恒星的运动和位置进行了无与伦比的精确测量,这对于将我们的仪器指向天空中的正确方向至关重要。"Gaia 和 GRAVITY 的互补性不仅仅在于利用 Gaia 的数据来规划后续观测和实现探测。通过将两个数据集结合起来,科学家们能够分别"称量"各个天体的重量,并分辨出主恒星和各自伴星的质量。GRAVITY 还测量了伴星和主星在红外波长范围内的对比度。结合对质量的估计,研究小组得以评估伴星的年龄。令人惊讶的是,其中两颗褐矮星的亮度低于人们对其大小和年龄的预期。一个可能的解释是,这些褐矮星本身有一个更小的伴星。迄今为止已经发现了 5000 多颗系外行星,但它们长什么样呢?欧空局专门的系外行星任务"契普斯"、"柏拉图"和"阿里尔"正在寻找答案。图片来源:欧空局在展示了 Gaia-GRAVITY 组合的威力之后,科学家们现在正期待着追踪 Gaia 星表中所列恒星的潜在伴星。"盖亚任务的独特之处在于它能够发现天空中近距离星对的微小运动。将作为第四次数据发布(DR4)的一部分提供的下一个星表将包含更丰富的恒星集合,其中可能有更小的伴星,"欧空局盖亚科学家约翰内斯-萨赫曼(Johannes Sahlmann)说。"这一结果为我们在银河系中寻找行星开辟了新天地,并有望让我们看到新的遥远世界。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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自动望远镜网络发现环绕超冷恒星运行的宜居系外行星SPECULOOS-3 b

自动望远镜网络发现环绕超冷恒星运行的宜居系外行星SPECULOOS-3 b 系外行星 SPECULOOS-3 b 绕其恒星运行的艺术家视图。这颗行星和地球一样大,而它的恒星比木星稍大,但质量更大。资料来源:NASA/JPL-Caltech一个国际天文学家小组发现了一颗新的地球大小的行星,它围绕着一颗超冷的红矮星运行,距离仅有 55 光年。这颗行星是在这种恒星周围发现的第二颗同类行星。这颗行星被称为 SPECULOOS-3 b,它需要大约 17 个小时才能绕恒星运行一圈,其温度是太阳的两倍多,质量是太阳的十倍,亮度是太阳的一百倍。SPECULOOS-3 b 上的白天和黑夜似乎是无穷无尽的:这颗系外行星很可能被潮汐锁定,因此同一面"白天"总是面向恒星,这种关系类似于我们的月球和地球。这一发现于2024年5月15日发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)杂志上,由比利时列日大学(University of Liège)领导的SPECULOOS项目与伯明翰大学、剑桥大学、伯尔尼大学和麻省理工学院合作完成。SPECULOOS(Search for Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars)项目的目的是利用遍布全球的望远镜网络寻找绕超冷矮星运行的系外行星。超冷矮星非常常见,约占银河系恒星的 70%。但它们也非常暗淡,而且分散在天空中,因此科学家们必须用望远镜观测数周的数据,逐一监测每颗恒星,才能探测到凌星。"我们专门设计了SPECULOOS来观测附近的超冷矮星,寻找适合详细研究的岩石行星,"列日大学天文学家、论文第一作者Michaël Gillon说。"2017年,我们使用TRAPPIST望远镜的SPECULOOS原型发现了著名的TRAPPIST-1系统,该系统由7颗地球大小的行星组成,其中几颗可能适合居住。这是一个极好的开端!"虽然对这一发现的大部分观测是由位于北半球的 SPECULOOS 望远镜完成的,但伯明翰大学的研究人员也贡献了在位于智利阿塔卡马沙漠的 SPECULOOS 南方天文台进行的一些观测。伯明翰大学系外行星学教授Amaury Triaud说:"虽然超冷矮星比我们的太阳温度低、体积小,但它们的寿命要长上千倍大约1000亿年,预计它们将是宇宙中最后一颗仍在闪耀的恒星。"科学家们认为,如此长的寿命可能会为轨道行星上的生命提供发展机会。虽然大多数天文数据都是自动分析的,而且候选行星通常都是先由算法检测出来,然后再由人工进行审核,但在这个案例中,这种情况并没有发生。SPECULOOS 团队的成员已经养成了在夜间数据发布时快速浏览这些数据的习惯,伯明翰大学的前博士生、现博士后研究员 Georgina Dransfield 博士注意到了行星信号,并提醒了整个合作团队。她说:"超冷矮星体积小,更容易探测到小行星。SPECULOOS-3b的特殊之处在于,它的恒星和行星特性使其成为JWST的最佳目标,JWST能够获得有关构成其表面的岩石成分的信息。"该项目的下一步可能包括由詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)进行的后续观测,这将为了解该行星的表面矿物学以及大气层的可能性提供重要信息。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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韦伯望远镜揭示蛇夫座星云中的壮观恒星喷流

韦伯望远镜揭示蛇夫座星云中的壮观恒星喷流 在美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜上的近红外相机(NIRCam)拍摄的这幅蛇夫座星云图像中,天文学家发现在一个小区域内(左上角)有一组排列整齐的原恒星外流。在韦伯望远镜的图像中,这些喷流呈现出红色的明亮块状条纹,这是喷流撞击周围气体和尘埃产生的冲击波。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan(NASA-JPL)、Joel Green(STScI)在星云的一个区域,韦伯已经将以前看似模糊的球状物解析成了清晰的原恒星外流。更让研究人员惊讶的是,这些外流被看成是排列整齐的,这表明我们在这一区域的历史上捕捉到了一个独特的时刻,并提供了恒星诞生的基本信息。在韦伯太空望远镜的新图像中首次进行了同类检测美国国家航空航天局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机(NIRCam)首次捕捉到了天文学家一直希望直接拍摄的现象。在这幅令人惊叹的蛇夫座星云图像中,这一发现位于这个年轻的、附近恒星形成区的北部区域(见左上方)。天文学家发现了一组有趣的原恒星外流,它们是新生恒星喷出的气体射流与附近的气体和尘埃高速碰撞后形成的。通常情况下,这些天体在一个区域内会有不同的方向。然而,在这里,它们朝着同一个方向倾斜,程度相同,就像暴风雨中倾泻而下的雨夹雪。韦伯望远镜精湛的空间分辨率和近红外波长的灵敏度使得发现这些排列整齐的天体成为可能,这为了解恒星是如何诞生的基本原理提供了信息。位于加利福尼亚州帕萨迪纳市的美国宇航局喷气推进实验室的首席研究员克劳斯-庞托皮丹(Klaus Pontoppidan)说:"天文学家长期以来一直认为,当云层坍缩形成恒星时,恒星会趋向于朝同一方向旋转。然而,这种现象以前从未如此直接地出现过。这些排列整齐、拉长的结构是恒星诞生的基本方式的历史记录"。这张来自美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的图片显示了蛇夫座星云的一部分,天文学家在这里发现了一组排列整齐的原恒星外流。这些喷流以红色的明亮块状条纹为标志,这是喷流撞击周围气体和尘埃产生的冲击波。在这里,红色代表分子氢和一氧化碳的存在。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan(NASA-JPL)、Joel Green(STScI)恒星形成的机理那么,恒星喷流的排列与恒星的旋转有什么关系呢?当星际气体云撞向自身形成恒星时,它的旋转速度会更快。气体继续向内移动的唯一方法就是去除部分自旋(称为角动量)。年轻恒星周围会形成一个物质盘,将物质向下输送,就像排水口周围的漩涡一样。内盘中的漩涡磁场将部分物质发射成双子喷流,以垂直于物质盘的相反方向向外喷射。在韦伯望远镜的图像中,这些喷流以红色的明亮块状条纹为标志,这是喷流撞击周围气体和尘埃产生的冲击波。在这里,红色代表分子氢和一氧化碳的存在。这幅图像显示的是美国宇航局詹姆斯-韦伯太空望远镜的近红外相机(NIRCam)看到的蛇夫座星云中心。在这幅图像中,整个区域中不同色调的丝状物和缕状物代表了云中仍在形成的原恒星反射的星光。在某些区域,反射光前方有尘埃,在这里呈现出橙色的漫射阴影。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan(NASA-JPL)、Joel Green(STScI)增强型成像技术韦伯望远镜的主要作者、巴尔的摩太空望远镜科学研究所的乔尔-格林(Joel Green)说:"蛇夫座星云的这一区域蛇夫座北星云只有在韦伯望远镜上才能清晰地看到。我们现在能够捕捉到这些极其年轻的恒星和它们的外流,其中一些恒星以前只是以圆球的形式出现,或者由于它们周围厚厚的尘埃而在光学波长下完全看不到。"天文学家说,在年轻恒星生命的这一时期,有几种力量可能会改变外流的方向。其中一种方式是双星相互旋转,摆动方向,随着时间的推移扭曲外流的方向。这幅由韦伯近红外相机(NIRCam)拍摄的蛇夫座星云图像显示了罗盘箭头、比例尺和供参考的色键。向北和向东的罗盘箭头显示了图像在天空中的方位。请注意,相对于地面地图上的方向箭头(从上往下看),天空中的北方和东方之间的关系(从下往上看)是颠倒的。刻度条标注的单位是光年,也就是光在一个地球年所走过的距离。一光年约等于 5.88 万亿英里或 9.46 万亿公里。这张图片显示的是不可见的近红外光波长,这些波长已被转换成可见光的颜色。色键显示了在收集光线时使用了哪些 NIRCam 滤光片。每个滤光片名称的颜色就是用来表示通过该滤光片的红外光的可见光颜色。资料来源:NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan(NASA-JPL)、Joel Green(STScI)蛇夫座星云的恒星蛇夫座星云距离地球 1300 光年,只有一两百万年的历史,从宇宙的角度来看非常年轻。它也是一个新形成的恒星(约 10 万年)特别密集的星团的所在地,在这张图片的中心可以看到。其中一些恒星的质量最终将达到我们太阳的质量。格林说:"韦伯望远镜是一台年轻恒星天体探测机器。在这个领域中,我们可以捕捉到每一颗年轻恒星的路标,直至质量最低的恒星。我们现在看到的是一幅非常完整的画面。"在这张照片的整个区域中,不同色调的丝状物和缕状物代表了云中仍在形成的原恒星反射的星光。在某些区域,反射光前方有灰尘,在这里呈现出橙色的漫射阴影。2020 年,美国宇航局哈勃太空望远镜的数据显示,一颗恒星的行星形成盘发生了扇动或移动,"蝙蝠阴影"由此得名。在韦伯图像的中心位置可以看到这一特征。未来研究之路新图像和偶然发现的对齐天体实际上只是这项科学计划的第一步。研究小组现在将利用韦伯望远镜的近红外摄谱仪(NIRSpec)来研究云的化学构成。天文学家们对确定挥发性化学物质如何在恒星和行星形成过程中存活下来很感兴趣。挥发性物质是在相对较低的温度下升华或从固态直接转变为气态的化合物,包括水和一氧化碳。然后,他们将把他们的发现与在类似类型恒星的原行星盘中发现的数量进行比较。"从最基本的形式来看,我们都是由来自这些挥发物的物质构成的。地球上的大部分水起源于数十亿年前太阳还是一颗幼年原恒星的时候,"庞托皮丹说。"观察原恒星在形成原行星盘之前这些关键化合物的丰度,有助于我们了解太阳系形成时的独特环境。"这些观测是第 1611 号一般观测者计划的一部分。研究小组的初步结果已被接受在《天体物理学报》上发表。詹姆斯-韦伯太空望远镜(JWST)是一个大型天基观测站,将于 2021 年 12 月发射。它是哈勃太空望远镜的科学继承者。JWST 配备了一个 6.5 米长的主镜,专门观测红外光谱中的宇宙,使其能够比以往任何时候都能回溯到更久远的过去。这种能力使望远镜能够研究最初星系的形成、恒星和行星系统的演化以及遥远系外行星的大气层。JWST 位于第二拉格朗日点(L2),距离地球约 150 万公里,旨在提供前所未有的分辨率和灵敏度,为探索宇宙打开新的窗口。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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盖亚卫星和GRAVITY观察到了明亮恒星附近潜伏的棕矮星

盖亚卫星和GRAVITY观察到了明亮恒星附近潜伏的棕矮星 一个研究小组发现了运行在明亮恒星附近的褐矮星,盖亚卫星和甚大望远镜的GRAVITY仪器使这一观测成为可能。这些发现揭示了与地球与太阳距离相近的褐矮星轨道,为了解褐矮星的形成和天体动力学提供了新的视角。图片来源:欧空局,编辑法国国家科学研究中心(CNRS)、格勒诺布尔阿尔卑斯大学(Université Grenoble Alpes)和巴黎-PSL 天文台(Observatoire de Paris-PSL)[1]的研究人员组成的科学家团队首次观测到了在明亮恒星附近运行的褐矮星,这是天文精确成像的一项创举。在拍摄到的 8 个伴星[2]中,研究人员确定其中 5 个是褐矮星。褐矮星是一种尚不十分清楚的亚恒星天体,既不是恒星也不是行星,而是介于恒星和行星之间的天体[3]。这项研究中发现的这些褐矮星绕恒星运行的距离相当于我们的行星与太阳之间的距离。如此短的距离让人们对褐矮星的形成产生了疑问。此外,观测到的某些通量比科学模型预测的要弱。这可能意味着其中一些褐矮星属于双星系统也就是说,它们本身可能被较小的伴星环绕。这些史无前例的观测是通过联合使用两台仪器实现的:盖亚卫星和位于智利 Cerro Paranal 的甚大望远镜干涉仪(VLTI)。盖亚的数据对数十万个多重系统进行了编目,并记录了它们的位置和运动情况,这使得科学家们能够确定八个天体,由 VLTI 的 GRAVITY 仪器进行有针对性的观测,该仪器就像一个放大镜。虽然 GRAVITY 能够以无与伦比的精度测量恒星天体最微小的特征,[4]但它必须瞄准精确的区域这正是盖娅的工作。在 GRAVITY 接收到盖亚识别出的八个伴星的光信号后,科学家们分析了它们的光度和质量,[5]从而得出五个是褐矮星的结论。在此之前,这种"隐藏的恒星伴星"一直没有被观测到。研究小组的研究成果将于6月20日发表在《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)杂志上。这些发现不仅对这些不寻常的天体褐矮星的形成,而且对大质量系外行星和太阳系行星的形成都提供了新的见解。说明以下法国研究单位参与了这项研究:天体物理空间研究和仪器实验室(巴黎-PSL 天文台/法国国家科学研究中心/索邦大学/巴黎城市大学)、格勒诺布尔平面和天体物理研究所(法国国家科学研究中心/格勒诺布尔阿尔卑斯大学)、马赛天体物理实验室(艾克斯-马赛大学/法国国家空间研究中心/法国国家科学研究中心),以及拉格朗日实验室(法国国家科学研究中心/蔚蓝海岸天文台/蔚蓝海岸大学)。伴星是围绕恒星运行的天体。产生能量并因此发光的能力是恒星有别于行星的一个特征。与行星不同,恒星的质量足以燃烧其核心的氢。另一方面,褐矮星的质量虽然不足以燃烧氢,但仍然比行星大得多:大约是木星的 30 倍,但比太阳系的恒星太阳小 30 倍。GRAVITY 使用一种称为干涉测量法的技术,通过这种技术,多个地面望远镜可以对准同一天体进行高分辨率观测,因此即使是非常小的低光度天体也能被观测到。光度和质量是了解天体如何随时间冷却的两个关键指标,因此可以追溯天体形成的历史。DOI: 10.1051/0004-6361/202450018 ... PC版: 手机版:

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韦伯太空望远镜揭示关键恒星形成区N79的细节

韦伯太空望远镜揭示关键恒星形成区N79的细节 詹姆斯-韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope)捕捉到了位于大麦哲伦星云中一个充满活力的恒星形成区N79的图像,凸显了它作为年轻版狼蛛星云的潜力。这次观测通过中红外光揭示了该区域发光的气体和尘埃,为了解早期宇宙的恒星形成过程和化学成分提供了宝贵的信息。图片来源:ESA/Webb、NASA & CSA、O. Nayak、M. MeixnerN79是一个巨大的恒星形成复合体,位于一般未被探索的LMC西南区域,跨度大约1630光年。N79通常被认为是年轻版的30 Doradus(又称塔兰图拉星云),后者是韦伯最近的另一个目标。研究表明,在过去的 50 万年里,N79 的恒星形成效率要比30 Doradus高出 2 倍。这幅特殊的图像以三个巨型分子云团中的一个为中心,被称为 N79 South(简称 S1)。围绕着这个明亮物体的明显"星芒"图案是一系列衍射尖峰。所有像韦伯望远镜这样使用镜面收集光线的望远镜,都会因为望远镜的设计而产生这种人工痕迹。在韦伯望远镜中,由于韦伯望远镜的 18 个主镜部分呈六边形对称,因此出现了六个最大的衍射尖峰。只有在非常明亮、紧凑的天体周围才会出现这样的图案,因为所有的光线都来自同一个地方。大多数星系,即使在我们眼中看起来非常小,也比单颗恒星更暗、更分散,因此不会出现这种图案。在中红外成像仪捕捉到的较长的光波长下,韦伯拍摄到的 N79 星展现了该区域发光的气体和尘埃。这是因为中红外光能够揭示云层深处的情况(而较短波长的光会被星云中的尘粒吸收或散射)。一些仍然嵌入的原恒星也出现在这个区域。天文学家之所以对这样的恒星形成区域感兴趣,是因为它们的化学成分与宇宙只有几十亿年历史、恒星形成达到顶峰时观测到的巨大恒星形成区域的化学成分相似。银河系中的恒星形成区并没有像N79那样以如此迅猛的速度产生恒星,它们的化学成分也不尽相同。韦伯望远镜现在为天文学家提供了一个机会,将对 N79 星区恒星形成的观测结果与望远镜对宇宙早期遥远星系的深入观测结果进行对比。对N79的这些观测是韦伯计划的一部分,该计划正在研究形成中恒星的周星盘和包层在不同质量范围和不同演化阶段的演化情况。韦伯的灵敏度将使科学家们能够首次探测到质量与太阳相近的恒星周围的行星形成尘埃盘,这些恒星位于 LMC 的距离上。该图像包括蓝色的 7.7 微米光、青色的 10 微米光、黄色的 15 微米光和红色的 21 微米光(分别为 770W、1000W、1500W 和 2100W 滤光片)。 ... PC版: 手机版:

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窥探宇宙尘埃:詹姆斯-韦伯望远镜正在寻找新生行星

窥探宇宙尘埃:詹姆斯-韦伯望远镜正在寻找新生行星 这幅艺术家的作品展示了一颗气态巨行星的形成过程,它嵌在一颗年轻恒星周围尘埃环中的尘埃和气体盘中。由密歇根大学天文学家加布里埃尔-库格诺(Gabriele Cugno)领导的密歇根大学的一项研究将詹姆斯-韦伯太空望远镜瞄准了一颗名为 SAO 206462 的原恒星周围的原行星盘,希望能发现一颗正在形成中的气态巨行星。密歇根大学、亚利桑那大学和维多利亚大学领导的三项研究将JWST的图像与哈勃太空望远镜和智利阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)之前的观测结果相结合。在辅助观测的基础上,研究小组利用 JWST 观测了原行星盘 HL Tau、SAO 206462 和 MWC 758,希望能探测到任何可能正在形成的行星。在发表于《天文杂志》(The Astronomical Journal)的这些论文中,研究人员拼凑出了行星形成盘与原行星盘中心年轻恒星周围的气体和尘埃包层之间以前从未见过的相互作用。由麻省理工大学天文学家加布里埃尔-库格诺(Gabriele Cugno)领导的麻省理工大学研究将JWST瞄准了一颗名为SAO 206462的原恒星周围的盘。在那里,研究人员可能发现了一颗正在原行星盘中形成的候选行星但这并不是他们期望发现的行星。"一些模拟结果表明,这颗行星应该在圆盘内,质量大、体积大、温度高、亮度高。但我们没有发现它。这意味着,要么这颗行星比我们想象的要冷得多,要么它可能被某些物质遮挡住了,使我们无法看到它,"库格诺说,他也是这三篇论文的共同作者。"我们发现的是一颗不同的候选行星,但我们无法百分之百确定它是一颗行星,还是一颗模糊的背景恒星或星系污染了我们的图像。未来的观测将帮助我们准确了解我们所看到的是什么"。天文学家过去曾对这个圆盘进行过观测,特别是哈勃太空望远镜、斯巴鲁望远镜、甚大望远镜和 ALMA。这些观测结果表明,圆盘由两个强螺旋组成,很可能是由一颗正在形成的行星发射的。马萨诸塞大学的研究小组预计发现的这颗行星属于气态巨行星,主要由氢和氦组成,类似于太阳系中的木星。两只旋臂从SAO 206462周围富含气体的盘中伸出,SAO 206462是一颗位于豺狼座的年轻恒星。这幅由斯巴鲁望远镜及其 HiCIAO 仪器获取的图像首次显示了环星盘中的螺旋臂。图像追踪了恒星发出并散射在星盘表面的光线。星盘本身的直径约为140亿英里,约为太阳系中冥王星轨道的两倍。图片来源:NAOJ/Subaru库格诺说:"问题是,我们要探测的东西比恒星暗淡几十万倍,甚至几百万倍。这就像试图探测灯塔旁边的一个小灯泡一样。"为了更近距离地观察这个圆盘,研究小组使用了 JWST 上的一个名为 NIRCam 的仪器。NIRCam可探测红外光,天文学家利用该仪器采用了一种称为角差分成像的技术。这种技术既可以用来探测行星的热辐射就像研究小组探测候选行星那样,也可以用来探测与落到行星上并高速撞击行星表面的物质有关的特定发射线。库格诺说:"当物质落到行星上时,会在表面产生震动,并发出特定波长的发射线。我们使用一组窄带滤光片来探测这种吸积。以前曾在地面上用光学波长进行过这种探测,但这是第一次用 JWST 在红外波段进行探测。"维多利亚大学的这篇论文由天文学学生卡姆林-穆林(Camryn Mullin)领导,描述了年轻恒星HL Tau周围的圆盘图像。"HL Tau 是我们探测器中最年轻的系统,周围仍有密集的尘埃和气体流入星盘,"三项研究的共同作者穆林说:"我们对利用 JWST 可以看到周围物质的详细程度感到惊讶,但不幸的是,这掩盖了潜在行星的任何信号。"众所周知,HL Tau 的星盘上有几个太阳系规模的星环和缝隙,可能孕育着行星。"虽然有大量证据表明行星正在形成,但HL Tau太年轻了,有太多的尘埃介入,无法直接看到行星,"寻找正在形成的行星的观测活动的主要研究者、亚利桑那大学斯图尔特天文台的天文学家Jarron Leisenring说。"我们已经开始观测其他有已知行星的年轻系统,以帮助形成更完整的图像。"然而,令研究小组惊讶的是,JWST 揭示了一个不同特征的意想不到的细节:原恒星包膜,据莱森林称,它本质上是年轻恒星周围刚刚开始凝聚的尘埃和气体的密集流入。在引力的作用下,星际介质中的物质向内坠落到恒星和星盘上,成为行星及其前身的原材料。由美国宇航局哈勃/萨根研究员凯文-瓦格纳(Kevin Wagner)领导的亚利桑那大学斯图尔特天文台的研究对MWC 758的原行星盘进行了检查。与 SAO 206462 类似,由亚利桑那大学领导的研究小组之前的观测也发现了在盘中形成的螺旋臂,暗示着有一颗大质量行星围绕着它的主恒星运行。研究人员说,虽然在最近的观测中没有在圆盘中探测到新的行星,但这种灵敏度是开创性的,因为它使他们能够对可疑行星施加最严格的限制。首先,这些结果排除了在 MWC 758 的外部区域存在其他行星的可能性,这与一颗巨行星驱动旋臂的情况是一致的。这三项研究的合著者瓦格纳说:"在所有三个系统中都没有探测到行星,这告诉我们,造成缝隙和旋臂的行星要么离它们的宿主恒星太近,要么太暗,无法用JWST观测到。如果后者属实,那就告诉我们它们的质量相对较低、温度较低、被尘埃笼罩,或者是三者的某种组合MWC 758很可能就是这种情况"。捕捉正在形成中的行星非常重要,因为天文学家不仅可以收集到关于行星形成过程的信息,还可以收集到关于化学元素如何在整个行星系统中分布的信息。"像太阳这样的恒星中,只有大约15%拥有像木星这样的行星。了解它们是如何形成和演化的,并完善我们的理论确实非常重要,"三项研究的共同作者、麻省理工大学天文学家迈克尔-迈耶(Michael Meyer)说。"一些天文学家认为,这些气态巨行星调节着向在星盘内部形成的岩质行星输送水的过程。迈耶说,了解气态巨行星是如何塑造这些星盘的,将有助于天文学家最终了解原行星盘的性质和演化过程,这些原行星盘后来产生了岩质类地行星。库格诺说:"基本上,在我们以足够高的分辨率和灵敏度观测到的每一个星盘中,我们都能看到大型结构,如间隙、星环,在SAO 206462的情况下,还有螺旋状结构。这些结构中的大部分(如果不是全部的话)都可以用形成中的行星与磁盘物质相互作用来解释,但也存在其他不涉及巨行星存在的解释。"如果我们最终能够看到这些行星,我们就能将其中的一些结构与正在形成的伴星联系起来,并将形成过程与其他系统在更晚阶段的特性联系起来。我们最终可以把这些点联系起来,了解行星和行星系统作为一个整体是如何演化的"。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量

韦伯太空望远镜揭示塑造行星系统的无形力量 詹姆斯-韦伯太空望远镜的 NIRCam 仪器看到的猎户座星云内部区域。资料来源:NASA、ESA、CSA、数据缩减和分析:PDRs4All ERS 小组;图形处理 S. Fuenmayor通过观测一个名为d203-506的原行星盘,他们发现了大质量恒星在形成不到一百万年的行星系统过程中所起的关键作用。这项研究由图卢兹国家科学研究中心(CNRS)的奥利维尔-贝内(Olivier Berné)博士领导,以《在原行星盘中观测到的远紫外光驱动的光蒸发流》为题发表在《科学》杂志上。这些恒星的质量大约是太阳的十倍,更重要的是,它们的光亮度是太阳的十万倍,在这些系统附近形成的任何行星都会受到非常强烈的紫外线辐射。根据行星系中心恒星的质量,这种辐射既可以帮助行星的形成,也可以通过分散行星的物质来阻止它们的形成。在猎户座星云中,科学家们发现,由于大质量恒星的强烈辐照,类似木星的行星将无法在行星系 d203-506 中形成。该团队由来自仪器、数据缩减和建模等领域的众多专家组成。JWST 的数据与阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA)收集的数据相结合,以确定气体中的物理条件。计算得出的星盘质量损失速度意味着,整个星盘的蒸发速度将快于一颗巨行星的形成速度。科隆大学天体物理研究所的 Yoko Okada 博士说:"团队多年来做出了许多贡献,包括制定观测计划和评估数据,这些成果的取得令人欣喜,标志着我们在了解行星系统的形成方面迈出了重要一步。"猎户座星云中的 JWST 数据非常丰富,让科学家们忙于在恒星和行星形成以及星际介质演化领域进行各种详细分析。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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