天文学家借助年轻恒星周围的水蒸气揭开行星形成的“宇宙秘方”

天文学家借助年轻恒星周围的水蒸气揭开行星形成的“宇宙秘方”天文观测的突破这些新发现得益于智利阿塔卡马沙漠中的望远镜群--阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）。曼彻斯特大学的朱德瑞尔班克天体物理中心（JodrellBankCentreforAstrophysics）是英国ALMA区域中心节点（UKARC）的所在地，该中心为使用ALMA的英国天文学家提供支持。曼彻斯特大学高级客座研究员AnitaRichards博士曾是英国ARC的成员，她在验证"波段5"接收器系统运行的小组中发挥了关键作用，该系统对于ALMA生成详细的水图像至关重要。理查兹博士说："直接测量行星形成过程中的水蒸气含量，让我们更进一步了解制造海洋世界有多容易--有多少水是附着在凝结的岩石上，还是主要是后来添加到几乎完全形成的行星上的？这种观测需要最干燥的条件，只有利用智利的ALMA阵列才能进行如此详细的观测"。天文学家在一颗年轻恒星周围的圆盘中发现了水蒸气，而这正是行星可能正在形成的地方。在这张图片中，来自阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）的新观测数据（ESO是该阵列的合作伙伴）显示了水蒸气的蓝色色调。在年轻恒星所在的圆盘中心附近，环境温度更高，气体也更明亮。红色的环是ALMA之前的观测结果，显示了恒星周围尘埃的分布。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/S.Facchinietal.来自金牛座HL星系统的发现发表在《自然-天文学》（NatureAstronomy）杂志上的观测结果表明，在距离地球450光年的金牛座年轻的类太阳恒星HLTauri的内盘中，水的数量至少是地球所有海洋的三倍。领导这项研究的意大利米兰大学天文学家斯特凡诺-法奇尼说："我从未想象过，我们能在行星可能形成的同一区域捕捉到水蒸气海洋的图像"。共同作者、意大利博洛尼亚大学天文学家莱昂纳多-特斯蒂补充说："在距离我们450光年的地方，我们不仅能探测到水蒸气，还能捕捉到详细的图像，并对水蒸气进行空间分辨，这确实非常了不起。"利用ALMA进行的这些观测可以在一千米的距离上显示出像头发丝一样细小的细节，使天文学家能够确定水在圆盘不同区域的分布情况。对行星形成的影响在金牛座HL星圆盘存在一个已知缺口的区域发现了大量的水--一个行星可能正在形成的地方。在富含气体和尘埃的圆盘上，年轻的类行星天体在聚集物质并成长的过程中，会在圆盘上形成径向间隙。这表明，这些水蒸气可能会影响在这些区域形成的行星的化学成分。但是，用地面望远镜观测水并非易事，因为地球大气中大量的水蒸气会降低天文信号的质量。ALMA由欧洲南方天文台（ESO）及其国际合作伙伴共同运营，位于海拔约5000米的高海拔地区，建在一个高而干燥的环境中，专门用于最大限度地减少这种退化，从而提供了卓越的观测条件。迄今为止，ALMA是唯一能够绘制冷行星形成圆盘中水分布图的设施。构成圆盘的尘粒是行星形成的种子，它们相互碰撞并聚集成越来越大的天体，围绕恒星运行。天文学家认为，在足够冷的地方，水会冻结在尘粒上，尘粒会更有效地粘在一起--这是行星形成的理想场所。英国天文学研究中心（UKARC）的成员正在为ALMA的重大升级做出贡献，ALMA与欧洲南方天文台（ESO）的超大望远镜（ELT）也将在十年内上线，这将为行星的形成以及水在其中扮演的角色提供更清晰的视角。特别是METIS（中红外ELT成像仪和摄谱仪），它将为天文学家提供行星形成盘内部区域的无与伦比的视角，像地球这样的行星就是在这里形成的。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423109.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423109.htm

天文学家发现不应存在的怪异"禁忌"行星 挑战气态巨行星形成理论

天文学家发现不应存在的怪异"禁忌"行星挑战气态巨行星形成理论M型矮星比我们的太阳更小、更冷，是我们银河系中最常见的恒星。由于它们的体积小，这些恒星的温度往往只有太阳的一半，而且颜色更红。它们的亮度很低，但寿命却极长。尽管红矮星比其他更大质量的恒星承载更多的行星，但它们的形成历史使它们不太可能成为承载气态巨行星的候选者。图为艺术家对围绕一颗名为TOI-5205的小红矮星运行的大型气体巨行星的构想。到目前为止，在像TOI-5205这样的低质量M型矮星周围的行星系统中还没有发现气态巨行星。图片由凯瑟琳-凯恩提供，卡内基科学研究所提供。这颗新发现的行星TOI5205b首先被美国宇航局的凌日系外行星探测卫星（TESS）确定为一个潜在的候选行星。Kanodia的团队，包括卡内基的AnjaliPiette、AlanBoss、JohannaTeske和JohnChambers确认了它的行星性质，并使用各种地面仪器和设施对其进行了定性。"主星TOI-5205的大小只是木星的四倍左右，但它却以某种方式成功地形成了一颗木星大小的行星，这相当令人惊讶！"Kanodia感叹道，他专门研究这些恒星，这些恒星占我们银河系的近四分之三，但用肉眼却无法看到，他还就这一发现写了一篇博文。虽然已经发现有少量的气态巨行星围绕着较老的M型矮星运行。但是到目前为止还没有在像TOI-5205这样的低质量M型矮星周围的行星系统中发现气态巨行星。为了方便说明比例，可以把围绕类似太阳的恒星运行的类似木星的行星比作一颗围绕柚子的豌豆；对于TOI-5205b来说，由于主星小得多，它更像是一颗围绕柠檬的豌豆。事实上，当木星质量的TOI-5205b在其宿主面前穿过时，它阻挡了大约7%的光线--这是已知的最大的系外行星过境。行星诞生于围绕年轻恒星的气体和尘埃的旋转盘中，最常用的气体行星形成理论是需要大约10个地球质量的这种岩石材料积累起来，形成一个巨大的岩石核心，之后它迅速从盘的邻近区域扫除大量气体，形成我们今天看到的巨大行星。发生这种情况的时间框架是至关重要的。卡诺迪亚解释说："TOI-5205b的存在扩展了我们对这些行星诞生的星盘的了解。在开始时，如果盘中没有足够的岩石物质来形成最初的核心，那么就不能形成一个气态巨行星。而在最后，如果圆盘在巨大的核心形成之前就蒸发掉了，那么我们就不能形成一个气态巨行星。然而TOI-5205b的形成却完全没有遵循这些，因此根据我们目前对行星形成的名义理解，TOI-5205b不应该存在；它是一颗'禁忌'行星。"研究小组表明，这颗行星非常大的过境深度使得它非常有利于未来用最近发射的JWST进行观测，这可能会对它的大气层有一些了解，并对它的形成之谜提供一些额外的线索。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346377.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346377.htm

天文学家发现大量水云漂浮在深空中

天文学家发现大量水云漂浮在深空中这一发现也很有趣，因为这是天文学家第一次能够测量原行星盘中水的成分。这个物质盘大约位于1300光年之外的猎户座，被称为V883Orionis。除了让我们更多地了解太阳系中水的起源之外，天文学家在太空中发现的水云还让我们更多地了解恒星的形成。根据参与一篇新论文的研究人员的说法，能够测量原行星盘中的水量将最终帮助我们填补原星阶段和彗星之间发生的空白，而彗星是由行星形成的遗留物产生。这是一个耐人寻味的发现，无疑将有助于推动我们对恒星和行星形成的研究达到新的水平。新的发现可以解释水是如何通过彗星被带到地球的在大多数情况下，在太空中发现的水通常以水冰的形式被发现。这种类型的水通常在彗星上发现，甚至在行星带和小行星场中绕行。事实上，许多人认为地球的水起源于彗星。但是，彗星的水是从哪里来的？太空中这团水的发现可能已经给了我们这个答案。这是因为彗星通常是由行星形成过程中的剩余材料组成的。像那些将在这个原行星盘内形成的行星。因此，在这个特定的圆盘中发现的水的浓度可以回答一些问题，即一些彗星上的水冰的浓度如何如此之高。此外，了解水云如何与圆盘的其他部分互动也很重要。阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）使得这一发现成为可能。这个大型射电望远镜位于智利，可以定位原行星盘的化学特征，这使得它能够发现猎户座V883中的水云。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1349067.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1349067.htm

天文学家利用模拟技术阐明气体流体在多恒星系统诞生中的作用

天文学家利用模拟技术阐明气体流体在多恒星系统诞生中的作用IRAS04239+2436三重原恒星的艺术印象。利用观测和模拟进行的新研究揭示了多恒星系统的形成过程。资料来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）大多数质量与太阳相近的恒星都是与其他恒星一起在多恒星系统中形成的。因此，了解多恒星系统的形成对恒星形成的整体理论非常重要。然而，由于其复杂性和缺乏高分辨率、高灵敏度的数据，天文学家对其形成情况并不确定。特别是，最近对原恒星的观测经常报告有气体流向原恒星的"流线"结构，但一直不清楚这些流线是如何形成的。三元原恒星IRAS04239+2436周围的气体分布，（左）ALMA观测到的SO发射，（右）超级计算机ATERUI数值模拟再现。左图中的原恒星A和B显示为蓝色，表示来自原恒星周围尘埃的无线电波。在原恒星A中，被认为存在两颗未解决的原恒星。右图中，三个原恒星的位置用蓝色叉号表示。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),J.-E.Leeetal.Leeetal.由首尔国立大学教授Jeong-EunLee领导的一个国际研究小组利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）观测了位于460光年外金牛座的三元原恒星系统IRAS04239+2436。研究小组发现，一氧化硫（SO）分子的排放物追踪了围绕该系统中形成的三颗原恒星的三条旋臂。与法政大学教授松本智明（TomoakiMatsumoto）利用日本国立天文台计算天体物理学中心的超级计算机"ATERUI"和"ATERUIII"进行的模拟比较表明，这三条旋臂是向三颗原恒星输送物质的流线。观测与模拟的结合首次揭示了流线是如何产生并促进中心原恒星的生长的。超级计算机"ATERUI"对多恒星形成的模拟。影片显示，多颗原恒星诞生于丝状湍流气体云中，它们在运行过程中会激发旋臂并扰动周围的气体。资料来源：松本智明、武田孝昭、4D2U项目、NAOJ...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1399065.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1399065.htm

天文学家开发了一种能识别隐藏在原行星盘中的小行星的新技术

天文学家开发了一种能识别隐藏在原行星盘中的小行星的新技术根据天文学家和天体物理学家的说法，行星诞生于原行星盘--围绕年轻新生恒星的灰尘和气体环。尽管在整个宇宙中已经探测到了数百个这样的星盘，但事实证明在这些环境中观察实际的行星诞生和形成是一件非常困难的事情。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1317471.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1317471.htm

天文学家发现有关星系阻止恒星形成的重要新信息

天文学家发现有关星系阻止恒星形成的重要新信息艺术家绘制的宇宙射线驱动的风（蓝色和绿色）叠加在三棱柱星系M33（红色和白色）的可见光图像上，该图像由欧洲南方天文台智利帕拉纳尔天文台的VLT巡天望远镜观测。资料来源：基础科学研究所-IPM和欧洲南方天文台（ESO）。随着星系的长期演化，这些风是导致恒星形成率放缓的原因。然而，这种风的主要来源被认为是由黑洞和超新星爆炸产生的冲击波驱动的物质喷流。宇宙射线被认为是这种效应较小的贡献者，特别是在有大量恒星形成的星系下，如M33星系。伊朗基础科学研究所的FatemahTabatabaei说："我们已经在我们的银河系和仙女座星系中看到了由宇宙射线驱动的星系风，这些星系的恒星形成率要弱得多，但以前在像M33这样的星系中没有见过。"M33是一个螺旋状星系，距离地球近300万光年，是本地星系群的成员，这一集团中也包括银河系。Tabatabaei和一个国际科学家团队对M33进行了详细的、多波长的VLA观测。此外，他们还利用了从早期的VLA、德国Effelsberg射电望远镜、毫米波、可见光和红外望远镜的观测中收集的信息。比我们的太阳大得多的恒星在它们的生命周期中加速运行，最终以超新星的形式爆炸。当爆炸的冲击波将粒子加速到几乎是光速的时候，就会产生宇宙射线。如果有足够的这些宇宙射线，就会产生压力，驱动风，将恒星形成所需的气体运走。美国国家射电天文台的威廉-科顿说："VLA的观测表明，M33中的宇宙射线正在逃离它们诞生的区域，使它们能够驱动更广泛的风。"根据他们的观察，天文学家得出结论，在M33多产恒星形成的巨大复合体中，大量的超新星爆炸和超新星残骸使得这种宇宙射线驱动的风更有可能出现。Tabatabaei说："这意味着宇宙射线可能是银河系风的一个更普遍的原因，特别是在宇宙历史的早期，当恒星形成以更高的速度发生时。"她补充说："这种机制因此成为理解星系随时间演变的一个更重要的因素。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333783.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333783.htm