研究顯示年輕恆星周圍旋臂結構隱藏着巨行星

右圖是歐洲航天局甚大望遠鏡拍攝的年輕恆星MWC 758周圍環繞的原行星盤;左圖是該旋臂結構中X位置可能隱藏一顆巨行星。
據國外媒體報道,目前,美國勞倫斯-伯克利國家實驗室唐洛冰(音譯)帶領一支天文學家小組進行了一項研究,結果顯示環繞兩顆新生恆星周圍的類似旋臂結構特徵可能是隱藏巨行星存在的有力證據。
2013年,天文學家發現年輕恆星SAO 206462和MWC 758周圍原行星盤具有較大規模的旋臂結構,這兩顆恆星分別距離地球457光年和670光年,附近其它恆星也存在着較小的旋臂特徵。
唐洛冰指出,迄今為止這種旋臂特徵是如何形成的仍是一個較大的謎團,科學家很難解釋這種特徵,如果旋臂盤非常龐大,將擁有足夠的自引力變得不穩定,並且形成類似波浪的結構。
但是環繞這些恆星周圍的原行星盤很可能僅佔中心恆星質量的少量百分比,因此不會出現重心不穩定。唐洛冰的研究小組成員分別來自美國普林斯頓大學和加州大學伯克利分校,他們計算機模擬原行星盤的動態變化,以及一顆恆星的輻射物質如何傳播穿過內嵌行星的盤狀結構。
他們模型建立螺旋結構,非常類似於環繞SAO 206462和MWC 758恆星的旋臂。原行星盤和行星之間的交互引力建立的區域氣體和灰塵密度增大,類似於高速公路上擁擠的交通狀況。
恆星周圍不同旋轉狀況的盤狀結構塗抹這些過度密集區域成為螺旋波浪,研究小組成員之一、普林斯頓大學朱兆環(音譯)説:“雖然曾猜測隱藏行星可以製造旋臂結構,目前我們認識到它是如何形成的。同時,計算機模擬結果表明,這些旋臂富含隱藏行星的大量信息,不僅有助於揭曉它的位置,還能揭曉它的質量。”
模擬結果表明,如果這裏不存在行星,該盤狀結構應當看上去更光滑。唐洛冰指出,為了製造SAO 206462和MWC 758恆星的大規模旋臂,這顆隱藏行星應當較大,至少是木星質量的10倍。在年輕恆星環繞明亮盤狀結構中很難發現可能隱藏的行星,基於當前研究,我們相信這顆隱藏行星對原行星盤存在引力交互作用。目前,這項研究報告發表在近期出版的《天體物理學快報》上。(悠悠/編譯)