天文學(xué)家揭示了我們迄今為止對行星誕生的最佳一瞥

行星誕生于年輕恒星周圍的氣體和塵埃旋轉(zhuǎn)盤中。天文學(xué)家對行星形成過程非常感興趣，了解這個過程是 JWST 的主要科學(xué)目標(biāo)之一。

PDS 70 是一顆附近的恒星，其盤中形成了兩顆新生行星，這是天文學(xué)家直接成像的極少數(shù)系外行星中的兩顆。

研究人員開發(fā)了一種新的創(chuàng)新方法來使用 JWST 觀測 PDS 70，并揭示了有關(guān)該系統(tǒng)的更多細(xì)節(jié)，包括可能存在第三顆行星。

PDS 70 是一顆距離約 370 光年的橙矮星，擁有兩顆年輕的、不斷增長的行星：PDS 70b 和 PDS 70c。

歐洲南方天文臺甚大型望遠(yuǎn)鏡（VLT） 直接對這兩顆行星進(jìn)行了成像，而 PDS 70b 的特點是它是第一顆直接成像的原行星。VLT 在 2018 年以開創(chuàng)性完成了這一壯舉球儀器。

SPHERE 觀測以及其他觀測使天文學(xué)家能夠更詳細(xì)地了解行星的大氣、質(zhì)量和溫度。

現(xiàn)在，JWST 再次審視了這兩顆年輕的行星。結(jié)果發(fā)表在天文雜志.它的標(biāo)題是”詹姆斯韋伯干涉儀：在 4.8 ？m 處對 PDS 70 b 和 c 的天基干涉探測，“，主要作者是 Dori Blakely。

Blakely 是加拿大不列顛哥倫比亞省維多利亞大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)專業(yè)的研究生。

JWST 的近紅外成像儀和無縫隙光譜儀（NIRISS） 有一個叫做孔徑遮蔽干涉測量法（AMI），這使其能夠用作干涉儀。

它使用一個特殊的面罩，在望遠(yuǎn)鏡的主鏡上帶有小孔。它創(chuàng)建的干涉圖具有更高的分辨率，因為望遠(yuǎn)鏡的有效尺寸變得更大。

作者寫道：“在這項工作中，我們展示了使用 NIRISS F480M 濾光片對 PDS 70 的詹姆斯韋伯干涉儀觀測，這是該系統(tǒng)的首次天基干涉觀測。

他們發(fā)現(xiàn)了 PDS 70 b 和 c 周圍物質(zhì)的證據(jù)，這加強了行星仍在形成的觀點。

“這就像看到我們太陽系的全家福，當(dāng)時它還是個蹣跚學(xué)步的孩子。想想我們可以從一個系統(tǒng)中學(xué)到多少東西，真是不可思議，“主要作者 Blakely 在新聞稿.

以前對 PDS 70 行星的觀測是在較短的波長下進(jìn)行的，這最好用低質(zhì)量恒星和褐矮星的模型來解釋。但 JWST 以更長的波長觀測它們，這是有史以來觀測到它們的最長波長。

這些觀測檢測到的光比以前的觀測更多，而低質(zhì)量/褐矮星模型無法解釋光。

JWST 觀測表明兩顆行星周圍都存在溫暖的物質(zhì)，這被解釋為物質(zhì)從行星盤.

作者寫道：“我們對 PDS 70 b 和 c 的光度測量通過將光譜能量分布模型擬合到這些新測量值和文獻(xiàn)中發(fā)現(xiàn)的測量值，為中紅外行星盤發(fā)射提供了初步證據(jù)。

結(jié)果表明，PDS 70 及其行星正在爭奪變大所需的相同材料。星形是一個T-Tauri 星那只有大約 540 萬年的歷史。

它不會再過數(shù)千萬年才能到達(dá)主層序，并且仍在積極地吸積物質(zhì)。

“這些觀測為我們提供了一個難得的機會來見證行星的形成，”赫茨伯格天文學(xué)和天體物理學(xué)研究中心的合著者道格·約翰斯通 （Doug Johnstone） 說。

“在吸積物質(zhì)的行為中看到行星有助于我們回答關(guān)于行星系統(tǒng)如何形成和演化的長期問題。這就像看著一個太陽系在我們眼前建造。

這項新研究還提供了額外的證據(jù)，支持圍繞恒星的第三顆行星，推定命名為 PDS 70d。

2024 年的一篇論文提出了第三行星.然而，存在很多不確定性。

該論文的作者寫道，他們可能發(fā)現(xiàn)了另一顆系外行星，但它也可能是一個塵埃團(tuán)或內(nèi)部物質(zhì)螺旋。

“因此，d 的后續(xù)研究特別令人興奮，”作者寫道。

雖然這項新研究不僅僅是對潛在系外行星的后續(xù)研究，但它限制了該天體的一些特性，無論它可能是什么。

如果有第三顆行星，它與其他兩顆行星有很大的不同。"…如果先前觀察到的較短波長發(fā)射是由行星引起的，那么這顆推定的行星具有與 PDS 70 b 或 c 不同的大氣成分，“作者解釋說。

“需要進(jìn)行后續(xù)觀測以確定這種排放的性質(zhì)。”

本文最初由今日宇宙.讀原文.

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