地球形成的速度比以前想象的要快得多 外星生命存在的可能性增加

地球形成的速度比以前想象的要快得多外星生命存在的可能性增加当我们在日常生活中四处走动时，我们可能不会经常想到地球本身。然而，这个星球是我们生存的基础，提供我们呼吸的空气、饮用的水以及将我们固定在地面上的重力。直到最近，研究人员还认为，地球的形成用了1亿多年的时间，水是通过与彗星等富含水的小行星的偶然碰撞而产生的。然而，哥本哈根大学的一项新研究表明，地球的形成可能并非纯粹的运气问题。地球形成的新理论地球研究所的MartinBizzarro教授和该研究的合著者解释说：“我们表明，地球是由毫米大小的小卵石快速堆积形成的。在这种机制下，地球的形成仅用了数百万年。看来地球上水的存在是其形成的副产品。”研究结果表明，地球的形成速度比以前想象的要快得多，而水的存在是这一形成过程的预期结果。这些信息对我们了解太阳系外的行星具有重要意义。“有了这种新的行星形成机制，银河系中存在宜居行星的可能性比我们之前想象的要高得多，”Bizzarro说。宜居性是指行星表面具有适合生命发展的正确成分的潜力，而水是关键成分。参与该研究的副教授马丁·席勒(MartinSchiller)阐述道：“长期以来，人们一直在争论行星是如何形成的。一种理论认为，行星是由物体逐渐碰撞形成的，在1亿年的时间里它们的大小逐渐增加。在这种情况下，地球上水的存在需要某种偶然事件。”μ54Fe57/56–μ58Ni62/61空间同时增生和核形成过程中地幔Fe-Ni同位素演化的蒙特卡罗模拟。椭圆代表2s.e.测量的BSE、IIIAB和CI同位素组成的间隔。灰线代表卵石增生过程中原地球地幔的演化。彩色线条代表形成月球的巨大撞击的各种结果，这取决于撞击期间与地球地幔平衡的忒伊亚核心部分。平衡程度由色标显示，圆圈突出显示与Theia核心的平衡的10%和30%。尘埃粒子在地球形成中的作用然而，这项新研究引入了这种信念的范式转变，它提供了地球创造的新理论。“在行星生长的年轻太阳周围有一个圆盘。磁盘充满了小灰尘颗粒。一旦行星达到一定大小，它就会像真空吸尘器一样，迅速吸走所有灰尘，这有助于它在短短几百万年内增长到地球大小，”博士解释说。学生IsaacOnyett是该研究的通讯作者。这种小尘埃颗粒的“吸尘”在地球的形成中发挥了关键作用，并确保水被输送到我们的星球。该圆盘还包含冰晶颗粒，它们与尘埃一起被吸收，在地球形成期间促成了水的存在。这种理解上的转变提高了其他行星上存在水的可能性。预测其他行星上的水“这个理论预测，只要你形成像地球这样的行星，上面就会有水。如果你去另一个行星系统，那里有一颗行星绕着一颗太阳大小的恒星运行，那么如果距离合适，这颗行星应该有水，”Bizzarro断言。研究人员使用硅同位素来了解行星形成的机制和时间尺度。通过分析60多种不同陨石和行星体的同位素组成，该团队建立了地球和火星等岩石行星与其他天体之间的遗传关系。这种方法提供了对组装形成地球的构建块类型以及它们聚集在一起的过程的洞察力。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365859.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365859.htm

天文学家发现行星形成的第一步 与理论预期相反

天文学家发现行星形成的第一步与理论预期相反天文学家已经非常善于发现恒星周围行星形成的迹象。然而，要完全掌握行星的形成，关键是要研究这一过程尚未开始的情况。但对年轻恒星金牛座DG的最新详细观测表明，它有一个光滑的原行星盘，没有行星形成的迹象。这次成功地没有发现行星的形成可能表明金牛座DG正处于行星形成的前夜。用ALMA观测到的金牛座DG周围磁盘的无线电波发射强度图像。圆盘中尚未形成星环，这表明它正处于行星形成之前。资料来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO),S.Ohashietal.原行星盘和行星的成长行星是在原恒星（仍在形成过程中的年轻恒星）周围的气体和尘埃盘（称为原行星盘）中形成的。行星的生长速度非常缓慢，因此无法观察到行星的演变过程，因此天文学家需要观测许多处于行星形成过程中不同阶段的原恒星，以建立理论上的认识。这次，由日本国立天文台（NAOJ）的大桥谕（SatoshiOhashi）领导的国际研究小组利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA），对位于金牛座方向410光年外的一颗相对年轻的原恒星--DG金牛座周围的原行星盘进行了高分辨率观测。研究小组发现，DG金牛座的原行星盘非常光滑，没有任何表明行星正在形成的环。这让研究小组相信，金牛座DG系统将来会开始形成行星。意外发现和未来研究研究小组发现，在行星形成前的这一阶段，中心原恒星40AU（约为太阳系天王星轨道大小的两倍）范围内的尘粒仍然很小，而在这一半径之外，尘粒的体积已经开始增大，这是行星形成的第一步。这与行星形成始于星盘内部的理论预期相反。这些结果为行星开始形成时的尘埃分布和其他条件提供了令人惊讶的新信息。未来对更多实例的研究将进一步加深我们对行星形成的理解。参考文献：《ALMA三波段频率观测揭示的DGTau原恒星周围光滑盘中的尘埃富集和晶粒生长》，作者：SatoshiOhashi、MunetakeMomose、AkimasaKataoka、AyaEHiguchi、TakashiTsukagoshi、TakahiroUeda、ClaudioCodella、LindaPodio、TomoyukiHanawa、NamiSakai、HiroshiKobayashi、SatoshiOkuzumi和HidekazuTanaka，2023年8月28日，《天体物理学报》。DOI:10.3847/1538-4357/ace9b9编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404957.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404957.htm

宇宙“三明治”：行星形成的新解释

宇宙“三明治”：行星形成的新解释研究人员在"出生环境"或围绕中心恒星旋转的尘埃和气体的原行星盘中发现了一个新的行星形成过程。这种被称为"夹层行星形成"的方法表明，原行星盘中两颗大行星的存在会导致它们之间形成一颗较小的行星。这是由于两颗较大的行星阻碍了尘埃的向内流动，导致它们之间的尘埃吸积量减少。随着时间的推移，聚集的尘埃可以聚集在一起，形成一个"夹在"两颗大行星之间的较小的行星。(图片描述了在两颗大行星之间形成的行星。）来源：MarkGarlick博士/华威大学华威大学的研究人员调查了行星的"出生环境"--围绕中心恒星旋转的气体和灰尘区域，这被称为原行星盘。他们在这个区域发现了一种新的行星形成方法，这在以前的研究中尚未描述。这项工作已经提交给《皇家天文学会月刊》，并在今天（7月3日星期一）开始的国家天文学会议上进行了展示。研究小组展示了原行星盘中的两颗大行星如何有可能在它们之间产生一颗较小的行星--他们称之为"夹层行星的形成"。其原因是两个原始的大行星限制了尘埃的向内流动。这意味着，与没有外行星的情况相比，聚集在它们之间的灰尘数量减少了。如果这些尘埃最终聚集在一起形成一颗行星，那么中间的行星可能会比外面的两颗行星要小--就像三明治的馅料。虽然该领域还需要进一步研究，但这一理论可以为小行星的形成提供可能的解释；比如火星和天王星，它们各自被较大的行星所包围。来自华威大学物理系的副教授和多萝西-霍奇金研究员法扎纳-梅鲁说："在过去的十年中，观察发现原行星盘中存在着环和空隙。空隙是我们期望的行星所在的地方，我们从理论工作中知道，行星会导致尘埃环在它们的外部形成。在这些环中究竟发生了什么，这给全世界的天文学家提出了一个重要问题。""在我们的研究中，我们提出星环是行星形成的场所；具体而言，目前在这些星环中存在着夹层行星的形成。这与行星形成的传统观点非常不同，我们通常期望行星从圆盘内部到外部依次形成，越往外质量越大。真正有趣的是，我们从系外行星的观测中发现了一些例子，这些例子实际上显示了这种夹层式的行星结构--中间的行星比它的邻居质量小；这也是一个合理比例的系统。最近，行星形成领域已经发生了革命性的变化。在过去的十年里，自从一个新的精密望远镜（阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列）开始观测夜空以来，行星形成盘的高分辨率图像已经出来了。这些图像为我们提供了关于行星如何形成和演变的线索；能够站在这项研究的最前沿是令人激动的。"这项由英国皇家学会资助的研究将在国家天文学会议上发表，并已提交给《皇家天文学会月刊》（MNRAS）杂志发表。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369019.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369019.htm

古老的外来恒星可能帮助启动了地球生命

古老的外来恒星可能帮助启动了地球生命一颗老化的AGB恒星在年轻恒星形成区中呼啸而过的艺术印象，这种情景现在首次被探测到了。以前发现的大多数"闯入者"都是相当年轻的恒星，但现在天文学家看到了一颗令人吃惊的老恒星，它正穿过一个不属于它的恒星形成区域。研究小组说，这种代际互动以前从未发生过。这颗老化的"闯入者"就是所谓的渐变巨枝（AGB）恒星，它们是处于暮年的红巨星，已经耗尽了氢燃料，开始燃烧氦气。事实证明，这次造访可能带来了改变恒星和行星进化过程的元素。AGB恒星会产生大量的放射性同位素，如铝-26和铁-60。人们认为，这些同位素在使地球适宜居住的过程中发挥了重要作用，推动了地球内部的早期加热，并间接促进了板块构造。如果没有它们，地球可能只是一块没有生命的岩石。但是，这些同位素是如何来到这里的一直是个谜。以前的想法包括在太阳形成时，一颗超新星在附近爆炸，但这就提出了发展中的太阳系是如何存活下来的问题。研究小组的模型显示，太阳系可能从一颗经过的AGB恒星中捕获了大量的同位素，足以为早期的地球和其他行星提供食物。这项研究的主要作者理查德-帕克（RichardParker）博士说："到目前为止，研究人员一直怀疑这些古老、进化的恒星是否会与正在形成行星的年轻恒星相遇，因此这一发现揭示了更多关于恒星的动态、关系和旅程的信息。通过证明AGB恒星能与年轻的行星系统相遇，我们了解到可能不需要铝-26和铁-60的其他来源，如大质量恒星的风和超新星，来解释太阳系中这些化学元素的起源"。为了更好地了解这种情况的发生频率，未来的工作将从寻找其他衰老恒星拜访年轻恒星的例子开始。这项研究发表在《天体物理学杂志通讯》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372991.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372991.htm

韦伯太空望远镜首次拍摄到了一个古老行星形成盘产生的风

韦伯太空望远镜首次拍摄到了一个古老行星形成盘产生的风詹姆斯-韦伯太空望远镜（JamesWebbSpaceTelescope）的突破性观测揭示了行星形成盘中的气体风散布情况，加深了我们对行星形成动力学和盘演化的理解。(图片来源：ESO/M.Kornmesser以前曾拍摄过该星盘的图像，但还没有拍摄过来自旧星盘的风。了解气体的散逸时间非常重要，因为它可以限制新生行星消耗周围气体的时间。从侵蚀的TCha盘中获得的启示这一发现的核心是对TCha的观测，TCha是一颗年轻的恒星（相对于太阳而言），它被一个侵蚀性的圆盘包裹着，圆盘上有巨大的尘埃间隙，半径约为30个天文单位。天文学家首次利用惰性气体氖（Ne）和氩（Ar）的四条线对分散的气体（又称风）进行了成像，其中一条线是首次在行星形成盘中探测到的。NeII]的图像显示，风来自星盘的一个扩展区域。该研究小组都是由IlariaPascucci（亚利桑那大学）领导的JWST计划的成员，他们也有兴趣了解这一过程是如何发生的，以便更好地了解太阳系的历史和对太阳系的影响。纳曼说："这些风可能是由高能恒星光子（恒星的光）驱动的，也可能是由编织行星形成盘的磁场驱动的。"来自SETI研究所的乌玛-戈尔蒂（UmaGorti）数十年来一直在进行有关星盘散布的研究，并与她的同事一起预测了JWST现在探测到的强氩发射。她说："很高兴终于能够解开风中的物理条件，了解它们是如何发射的。詹姆斯-韦伯太空望远镜（JWST）是一个尖端的天文观测站，旨在揭开宇宙的奥秘，从星系、恒星和行星的形成到系外行星潜在生命迹象的探测。它将于2021年12月发射升空，是未来十年中最重要的空间科学观测站，在哈勃太空望远镜的基础上拥有更强大的仪器和更广泛的观测能力。资料来源：美国国家航空航天局行星系统的演变像太阳系这样的行星系统中，岩石天体似乎比富含气体的天体要多。在太阳周围，这些天体包括内行星、小行星带和柯伊伯带。但科学家们早就知道，行星形成盘一开始的气体质量是固体质量的100倍，这就引出了一个急切需要解答的问题：大部分气体是何时以及如何离开行星盘/行星系统的？在行星系统形成的早期阶段，行星在年轻恒星周围的气体和微尘旋转盘中凝聚。这些微粒聚集在一起，形成越来越大的块状物，称为行星体。随着时间的推移，这些行星体碰撞并粘连在一起，最终形成行星。行星形成的类型、大小和位置取决于可用物质的数量以及在星盘中停留的时间。因此，行星形成的结果取决于星盘的演化和散布。同一小组在莱顿天文台的安德鲁-塞勒克博士领导的另一篇论文中，对恒星光子驱动的散布进行了模拟，以区分这两种散布。他们将这些模拟与实际观测结果进行了比较，发现高能恒星光子的散布可以解释观测结果，因此不能排除这种可能性。安德鲁介绍说："事实证明，JWST对所有四条线的同时测量对于确定风的特性至关重要，并帮助我们证明了大量气体正在被分散。根据研究人员的计算，每年扩散的气体相当于月球的质量。《天文》杂志目前正在审查一篇配套论文，该论文将详细介绍这些结果。变革性发现与未来展望2007年，利用斯皮策太空望远镜首次在几个行星形成盘中发现了[NeII]线，亚利桑那大学的项目负责人Pascucci教授很快将其确定为一种风的示踪剂；这改变了以了解盘气体扩散为重点的研究工作。利用JWST发现空间分辨[NeII]和首次探测到[ArIII]可能会成为改变我们对这一过程的理解的下一步。此外，该研究小组还发现，TCha的内盘正在以几十年的极短时间尺度演化；他们发现TCha的JWST光谱与早期的Spitzer光谱不同。这项正在进行的研究的第一作者、亚利桑那大学的谢承彦（ChengyanXie）认为，这种不匹配可以用一个小的、不对称的内盘来解释，这个内盘在短短约17年的时间里就失去了部分质量。与其他研究一起，这也暗示着TCha星的圆盘正处于演化的末期。我们也许能在有生之年目睹TCha内盘所有尘埃质量的消散。这些发现的影响使人们对导致行星形成所必需的气体和尘埃分散的复杂相互作用有了新的认识。通过了解星盘散布背后的机制，科学家们可以更好地预测有利于行星诞生的时间和环境。研究小组的工作展示了JWST的强大功能，为探索行星形成动力学和周星盘的演化开辟了一条新的道路。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422465.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422465.htm

挑战广为接受的行星形成理论：小恒星可能承载比想象中更大的行星

挑战广为接受的行星形成理论：小恒星可能承载比想象中更大的行星然而，模型预测，低质量恒星的低质量盘不会提供足够的材料以这种方式形成一个气态巨行星，或者至少在盘破裂之前不会足够快。这项研究最近发表在《皇家天文学会月刊》（MNRAS）上，由英国科技设施委员会（STFC）资助，研究人员利用美国宇航局的凌日系外行星调查卫星（TESS）的观测数据，对91,306颗低质量恒星进行了研究，在15个案例中发现亮度下降，对应于一个气体巨头从恒星前面经过。艺术家对NGTS-1b号行星日出的印象，这是以前发现的围绕一颗低质量恒星运行的气体巨行星。资料来源：华威大学/马克-加里克15颗潜在的巨行星中，有5颗后来用独立的方法被确认为行星。这些被确认的行星中，有一颗围绕着一颗质量为太阳五分之一的恒星运行--根据行星形成模型，这是不可能的。主要作者埃德-布莱恩特博士（英国伦敦大学穆拉德空间科学实验室，原华威大学），作为其博士论文的一部分发起了这项工作，他说："低质量的恒星在形成巨行星方面比我们想象的要好。我们的结果对行星形成模型提出了严重的问题。特别是，我们检测到围绕低至太阳质量20%的恒星运行的气态巨行星，这与当前的理论构成了冲突。"共同作者VincentVanEylen博士（UCL的Mullard空间科学实验室）："尽管罕见，但气态巨行星确实存在于低质量恒星周围，这是一个出乎意料的发现，这意味着行星形成的模型将需要被修改。"一种可能的解释是，气态巨行星不是通过核心吸积形成的，而是通过引力不稳定形成的，即围绕恒星的圆盘碎裂成行星大小的尘埃和气体团块。如果是这样的话，低质量的恒星可以承载非常大的气体巨行星，质量是木星的两到三倍。然而，这被认为是不可能的，因为低质量恒星周围的星盘似乎没有大到足以以这种方式破碎。研究人员说，另一种解释是，天文学家低估了一颗恒星盘的质量，这意味着小恒星毕竟可能通过核心吸积形成巨行星。这可能是因为我们错误地计算了我们可以通过望远镜观察到的星盘的质量，或者是因为星盘在恒星生命之初具有更大的质量，当时它们非常难以观察（因为它们被嵌入尘埃云中），而在恒星生命的后期，我们可以观察到它们。共同作者DanBayliss博士（华威大学）说："我们对这些原行星盘的质量的了解可能并不像我们想象的那样好。强大的新仪器，如詹姆斯-韦伯太空望远镜，将能够更详细地研究这些星盘的特性。"在他们的论文中，研究人员试图确定巨行星在低质量恒星周围出现的频率，测试这种出现率是否符合核心吸积模型的预测。他们使用一种算法来识别低质量恒星发出的光线中的凌日气态巨行星的信号。然后他们对这些信号进行了审查，排除了一些假性信号。为了确定他们的方法有多大可能探测到围绕这些恒星运行的实际气体巨行星，他们在实际的TESS星光数据中插入了数以千计的凌日行星信号的模拟，然后运行他们的算法，看看有多少这些行星会被探测到。现在，研究人员正在努力将他们确定的15颗候选行星中的9颗确认为行星（或排除）（到目前为止，有5颗已经被确认为行星，还有一颗假阳性）。这些候选行星有可能是伴星，或者可能有其他原因导致亮度下降。研究小组将通过寻找其宿主恒星位置的"晃动"来推断这些物体的质量，这表明可能的行星的引力牵引。这种摆动可以通过对星光的光谱分析来检测--测量不同的光带来追踪恒星远离我们或向我们移动的情况。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1359547.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1359547.htm