扇動的“蝙蝠翼”揭示行星形成的奧秘！_風聞

原創：牧夫天文

原作：Chelsea Gohd

翻譯：饒文衝

校譯：牧夫天文校對組

編排：李子琦

後台：庫特莉亞芙卡 李子琦

原文鏈接：

https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/flapping-bat-wing-planet-formation/

這是這顆恆星的星盤在巨蛇尾投射出的蝙蝠狀陰影的原始圖像。

圖片來源:STScI

巨蛇座星雲中的“蝙蝠翼”提供了一幅獨特的、間接的行星形成圖像。天文學家們正在使用這顆年輕行星的新圖像，以及它所投射出的飄動的影子來揭示這個星系的原行星盤。

2018年，哈勃太空望遠鏡拍攝到這顆位於巨蛇尾的、年輕的類太陽恆星——HBC

672。就像燈罩擋住燈泡的光一樣，原行星盤投射出一個蝙蝠形態的影子。現在，對同一顆恆星進行的追蹤拍攝顯示，影子的角度發生了輕微的改變。這一改變很可能是原行星盤的旋轉導致的，而年輕的行星正孕育其中。

“這是一個迷人的天體，兼具趣味性和神秘性。”來自空間望遠鏡研究所（Space Telescope Science Institute，STScI）的Klaus Pontoppidan説。Pontoppidan和他的同事們捕捉到了這些扇動着的翅膀的原始圖像，這表明原行星盤幾乎是斜對着太陽的。原行星盤本身仍然無法被看到，因為它離地球太遠了。

當研究小組再次使用哈勃望遠鏡對他們發現的年輕行星進行追蹤拍攝時，他們驚奇地發現陰影移動了。進一步的探測發現，原行星盤上的微小變化被印在了類似翅膀的影子上，這將使研究人員能夠及時追蹤原行星盤的情況。Pontoppidan在夏威夷檀香山市召開的美國天文學會半年度會議上公佈了這一新發現。

一個千載難逢的機會

圖片來源：NASA / ESA / Hubble K. Pontoppidan et al.

巨蛇座星雲是一個恆星搖籃，年輕的恆星們在此誕生。恆星形成後，它們周圍殘留的塵埃和氣體會坍縮成原行星盤，其中一些物質最終會形成行星。觀測這些原行星盤，比如圍繞着HBC 672的這個，可以動態地顯示行星的形成過程。

當光線通過恆星周圍的物質時，物質會影響陰影的深度，就像燈罩的瑕疵可能會使燈光投射在牆上的陰影變亮或變暗一樣。HBC 672周圍陰影的每一面都延伸了將近15000個天文單位，大約是太陽系寬度的100倍。

最初的圖像已經揭示了重要的線索，因為影子膨脹的形狀表明在圓盤中有一個富含氣體的環境。陰影也揭示了圓盤的集中程度。當行星的核心聚集在一起時，它們通過圓盤向內漂移，直到它們足夠大，能夠清除一條塵埃和氣體的通道，從而阻止它們向恆星的方向移動。沿着陰影邊緣的變化可以為核心提供證據，暗示着正在成長的世界和它們所清除的路徑。

正如在新圖像中看到的，這片移動的陰影，給了科學家們觀測原行星盤演變的機會。由於光需要88天的時間才能跨越影子的長度，所以每張圖片都顯示了前三個月原行星盤旋轉的記錄。但是隻有陰影的內部是清晰的，足以顯示出原行星盤的細節；在更遠的距離，背景恆星使得探測陰影深度的相對變化變得更加困難。儘管如此，有了足夠多的圖像，天文學家們可以在一次完整的旋轉中拼湊出這個原行星盤的“指紋”。

“這是一個千載難逢的機會，”Pontoppidan説。

監控“蝙蝠”信號

在未來，Pontoppian和他的同事們希望每隔40天左右將哈勃轉向“蝙蝠翼”，觀察它旋轉時的影子，以及對應的原行星盤。如果影子繼續以一種循環的方式擺動，週期的長度可以告訴原行星盤旋轉的速度有多快，從而揭示在那段時間內原行星盤的變化。即使影子在兩次旋轉之間的變化不相匹配，它仍然可以告訴我們年輕的原行星盤內部發生了什麼。

持續的觀察也可能會揭示另一種可能性，即週期性移動的陰影根本不是由一個原行星盤造成的，而是由圍繞着原行星盤的另一顆恆星——一個意想不到的伴星——造成的。然而，Pontoppidan説這是不可能的，因為還沒有其他關於第二顆星的線索。

待2021年詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）發射後，我們將能夠更近距離地觀察陰影。“詹姆斯·韋伯太空望遠鏡能夠用更長的波長觀察影子，這可能會讓我們對原行星盤上吸引塵埃的性質產生獨特的見解。”Pontoppidan説。

『天文時刻』 牧夫出品

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金牛座內的暗星雲

影像來源: Oliver Czernetz