科学家解开周围恒星的谜团

未知 2019-04-20 20:38



科学家解开周围恒星的谜团 


这是一张来自哈勃望远镜拍摄了的HD 15115的原始图像,但因为恒星周围的圆盘呈现出不对称的延伸,这便成了这么多年以来天文学家们一直困惑的问题。该星系中新发现的第二个环表明了远离母恒星,就像一个“冰巨人”潜伏在了当前探测技术的领域之外。同时,科学家还发现发生“环形”圆盘颗粒是最小的记录。相反,较大的材料都会在恒星周围均匀的散布开来。就此了解这颗才发现的恒星为什么会围绕着一颗“环形”圆盘,科学家们展开了新的研究,结果解开了这两颗恒星的谜团。

不平衡的环是恒星HD 15115谜团的开始

在2007年,NASA的哈珀太空望远镜有了一个关于恒星HD 15115的新发现,在这颗恒星的周围存在着一个不平衡的环,其中一侧的光盘延伸到了它的另一侧,这个环和我们的距离大概是150光年。对于经线的看法,天文学家们分别提出了自己不同的见解。这其中包括:来自它远处伴星的奇怪拖船、又或是从系统中抛出的行星。

Meredith MacGregor(麦格雷戈)是华盛顿特区卡内基科学研究所的天文学家,为了发现这些不对称的准确来源,他将ALMA(阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列)转向了恒星。在这个探索过程中,ALMA不但揭示了行星形成后会留下较大的灰尘颗粒,同时还通过哈勃望远镜看到了和气体、其他轻质材料相关的较小颗粒。麦格雷戈表示,无法看到它的对称性虽然让我们感到惊讶,但我们却证明了磁盘中确实存在两个环,并且这两个环之间还存在相应的间隙。

HD 15115现在是精英俱乐部的一部分

ALMA的图片显示这个碎片盘内拥有两个成员,它们是独立的材料袋,现在的HD 15115也是“精英俱乐部”的一部分。就目前的探测,这颗名叫HD 107146的年轻太阳恒星,拥有的观测带已经超过一条。只是,对其他的恒星而言,则很可能还有一个exoKuiper腰带和外生带,即使它们微弱到无法被科学家们直接观察到。就我们目前的技术来说,还无法实现接收我们太阳系自己微弱的环数据。

从一颗恒星诞生开始,之前所余下的尘埃和气体一起撞击形成了行星。事件的最后,这大部分的尘埃和气体只有两个结局,一是被恒星风吹走,二是它们被聚集到一个新生的世界。有一个直观的数据可以说明一些问题,材料仍然留在围绕恒星的巨大带中,这是事件中占比大约四分之一的情况。虽然这些碎片盘和我们太阳系中的柯伊伯带和小行星特别相像,但它们实际上却更为庞大,它们到底有岩石还是冰组成,这就取决于恒星和它们之间的距离了。

即使已经清楚了几乎所有的材料,但HD 15115周围的“两条皮带”却仍然被狭窄的空隙间隔开来。这个复杂的过程需要的远不仅仅是机会本身,还需要保持空白、以及清除这个差距,这便是它需要的巨大的东西。如果用一句话简单的解释清楚,那就是:为什么在这个特殊的碎片带,你保留两条被清除间隙隔离开来的地带,这种行星就会存在某种行星。

远离恒星世界的冰巨人是罕见的宝藏

处在我们太阳系中的冰冷柯伊伯带形成于海王星的引力相互作用,这样类似的过程很有可能塑造HD 15115的差距,只是目前的我们还无法找到这其中的首要因素。当前的行星狩猎技术受限于自己可探测到的世界,即使是NASA的开普勒太空望远镜也只能依赖过境方法,这种调查的生命周期却相对较短,这样的方式局限于它恒星附近轨道运行的世界。或许你会说,不是还有径向速度测量法吗?但它也只能发现那些年轻的世界,通过直接成像的方式捕捉和它们距离较远的恒星的行星光芒,但当行星老化之后,却会因为冷却而散发出较少的光芒。

这一切的都说明了,如果将其和土星、木星这样的气体巨人相比,更像天王星和海王星、远离它们的恒星世界的冰巨人才是人类罕见的宝藏。一个天文单位(AU)是地球和太阳之间的距离,新发现HD 15115和它的恒星之间有近60个天文单位的差距。因为有了这样的距离和寒冷环境,说明了身处此处的所有行星都如冰巨人一般,那些看不见的行星的质量和大小直到现在还是一个谜,科学家们希望通过模型来对它进行更深刻的了解,从而推断出那些曾经无法检测到的东西是如何存在。

HD 15115周围环形磁盘奇怪形状背后的神秘面纱

这项新的研究揭示了两个问题的答案,一方面为大家展示了一个潜在却看不见的世界之外,另一方面对解决HD 15115周围环形磁盘奇怪形状的背后原因提供了帮助。哈勃望远镜下的这颗恒星的圆盘东侧延伸至315个AU,西侧的延伸则超过550AU,这样的数据说明了这个针状形状呈现了巨大的不对称性。并且,当这个原始磁盘的大部分都被吹走之后,我们在剩下的部分只看到了小气体颗粒,这足以说明这种材料本身,也应该是由那些很小的轻微颗粒构成,所以才会如此轻易的被其他物体所移动。

科学家们对HD 15115遥远伴星的认知也在发生变化,从环形翘曲盘到材料被拖走形成针状结构,这一新发现被视为一个独立恒星运行的技巧。相反,麦格雷戈认为经线还有可能是来自其和漂浮在恒星空间的物质碰撞所产生,HD 15115本身就在银河系周围移动,这样的行动路径很可能会与密集的气体和尘埃接触,发生碰撞的时候便可能会减慢较轻的材料,然后那部分较重的碎片会继续向前。研究人员们希望通过以后的观察,可以更多的解释恒星的准确信息,帮助人类更了解碎片盘的形成和演变过程,至少,ALMA确实彻底改变了我们的碎片磁盘图片。

标签