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來(lái)自哈佛大學(xué)天體物理學(xué)中心和史密森學(xué)會(huì)的天文學(xué)家們現(xiàn)在開發(fā)出了一種可以探測(cè)這些難以捉摸的新生行星的新方法。有了它，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)潛伏在盤中的小型海王星或土星類行星的“煙槍”證據(jù)。這一結(jié)果于9月14日發(fā)表在《The Astrohysical Journal Letters》上。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)新研究的天體物理中心博士后Feng Long說(shuō)道：“直接探測(cè)年輕行星是非常具有挑戰(zhàn)性的，到目前為止只在一兩個(gè)案例中獲得成功。這些行星對(duì)我們來(lái)說(shuō)總是太微弱了，因?yàn)樗鼈兦对诤窈竦臍怏w和灰塵層中。”

相反，科學(xué)家們必須尋找線索來(lái)推斷一顆行星正在塵埃下發(fā)展。

(資料圖片僅供參考)

“在過(guò)去的幾年時(shí)間里，我們已經(jīng)看到磁盤上出現(xiàn)了許多結(jié)構(gòu)，我們認(rèn)為這些結(jié)構(gòu)是由行星的存在造成的，但它也可能是由其他東西造成的，”Long說(shuō)道，“我們需要新的技術(shù)來(lái)觀察和支持一個(gè)行星的存在。”

Long決定為她的研究重新檢查一個(gè)被稱為L(zhǎng)kCa 15的原行星盤。該盤位于518光年之外，位于天空中的金牛座。在此之前，研究人員利用ALMA天文臺(tái)的觀測(cè)報(bào)告了該盤中行星形成的證據(jù)。

在深入研究主要于2019年獲得的關(guān)于LkCa 15的新高分辨率ALMA數(shù)據(jù)之后，Long發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)以前沒(méi)有被探測(cè)到的微弱特征。

在距離恒星約42個(gè)天文單位的地方，Long發(fā)現(xiàn)了一個(gè)塵埃環(huán)，其中有兩束獨(dú)立而明亮的物質(zhì)在其中運(yùn)行。這些物質(zhì)的形狀是一個(gè)小團(tuán)塊和一個(gè)較大的弧形，它們之間相隔120度。

為了弄清楚是什么導(dǎo)致了物質(zhì)的堆積，Long用計(jì)算機(jī)模型檢查了這種情況。結(jié)果她發(fā)現(xiàn)它們的大小和位置跟行星存在的模型相符。

“這個(gè)弧形和團(tuán)塊相隔大約120度，”Long說(shuō)道，“這種程度的分離并不只是發(fā)生了--它在數(shù)學(xué)上非常重要。”

Long指出空間中被稱為拉格朗日點(diǎn)的位置，在那里，兩個(gè)運(yùn)動(dòng)中的天體--如恒星和軌道上的行星--在它們周圍產(chǎn)生增強(qiáng)的吸引力區(qū)域，物質(zhì)可能在那里聚集。

“我們看到，這種物質(zhì)不僅僅是自由漂浮，它是穩(wěn)定的且根據(jù)物理學(xué)和所涉及的天體，對(duì)它想要的位置有偏好，”Long解說(shuō)道。

在這種情況下，Long檢測(cè)到的弧線和物質(zhì)團(tuán)塊位于L4和L5拉格朗日點(diǎn)。在它們之間隱藏的60度是一顆小行星，這造成了L4和L5點(diǎn)的灰塵堆積。

根據(jù)研究結(jié)果，這顆行星約有海王星或土星那么大，其歷史大概有100萬(wàn)到300萬(wàn)年。

由于技術(shù)上的限制，直接對(duì)這顆新生的小行星進(jìn)行成像可能不可能很快實(shí)現(xiàn)。然而Long相信對(duì)LkCa 15的進(jìn)一步ALMA觀測(cè)可以為她的行星發(fā)現(xiàn)提供額外的證據(jù)。

另外，她還希望她檢測(cè)行星的新方法--物質(zhì)優(yōu)先積聚在拉格朗日點(diǎn)--能在未來(lái)被天文學(xué)家所利用。

“我確實(shí)希望這種方法能在未來(lái)被廣泛采用。唯一需要注意的是，這需要非常深的數(shù)據(jù)，因?yàn)樾盘?hào)很弱，”Long說(shuō)道。