發佈: 2014-03-09 22:47

 


 

  據國外媒體報道,科學家使用阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波陣列首次發現了在褐矮星周圍存在神秘的塵埃圓盤,其固體顆粒的粒徑僅有毫米級,這個現象如同在其他新生恆星周圍發現的高緻密度物質盤。本項發現是相當驚人的,研究人員認為其挑戰了類似地球這樣的岩質行星形成理論,暗示宇宙中可能存在更多的岩質行星和“小地球”。圖中顯示的是藝術家繪製的褐矮星周圍出現的氣體和塵埃物質盤,密度極高,而且存在不斷碰撞融合的現象。

  根據岩質行星形成理論,宇宙中的塵埃和微小物質顆粒在引力的作用下聚攏,進而旋轉並不斷發生隨機碰撞,該現象一般出現在新生恆星周圍的軌道上,酷似一番“塵土飛揚”的世界。而本次新發現也是阿塔卡馬(ALMA)陣列第一次觀測到這樣的奇觀。褐矮星被稱為“失敗的恆星”,由於其質量無法達到氫核聚變而無法成為主序星,在褐矮星周圍發現高緻密度的塵埃顆粒暗示銀河系乃至宇宙中可能存在大量的岩質行星,因為褐矮星的銀河系中的數量是相當可觀的。

  在此之前,天文學家認為聚攏的顆粒物由於塵埃盤的密度太低而無法演化,而且微顆粒間的碰撞由於速度太快而無法粘合在一起,有理論認為大量的塵埃顆粒應該往軌道內側移動,從而遠離塵埃盤的外側軌道。對此,來自美國加州理工學院的研究人員盧卡·里奇(Luca Ricci)認為我們如此薄的塵埃盤上發現毫米級的塵埃顆粒時感到非常驚訝,這是因為在這個塵埃盤的外層出現了岩質行星形成的跡象,而原先的理論認為在如此寒冷的塵埃盤外層不可能出現原行星物質聚攏。

  如果下一步的觀測發現了一顆完整的岩質行星形成於塵埃盤的外層,那麼科學家也不確定其中的機制。而現在我們能做的便是改變我們對塵埃盤演化岩質行星的理論條件,並進行一系列的假設。盧卡·里奇和他的同事們利用位於智利沙漠中的阿塔卡馬(ALMA)陣列發現了褐矮星周圍的塵埃盤,該望遠鏡陣列在今年接近全部完工,工作波段位於毫米波和亞毫米波,目前已經有部分射電陣列開始觀測。由於其工作的波段處於人眼看不到的波長上,因此可以發現許多不可思議的宇宙物體,按目前的建設進度,該望遠鏡陣列全部完工將在2013年。

  天文學家所觀測的褐矮星被編號為ISO-Oph 102,或者Rho-Oph 102,是位於蛇夫座方向的昏暗恆星形成區,其質量為60倍木星質量,或者是太陽質量的0.06倍。由於褐矮星的質量太低,因此它們無法像普通恆星那樣點燃熱核反應,但是它們會隨著引力作用範圍的緩慢收縮而釋放熱量,只不過與普通的恆星相比顯得暗淡了許多。阿塔卡馬(ALMA)陣列可以探測到由於褐矮星的加熱效應導致的周圍塵埃盤釋放出毫米波輻射,因此該望遠鏡是觀測塵埃盤顆粒的理想工具。

  天文學家對比在0.89毫米和3.2毫米波長上的塵埃盤亮度,從波長梯度上看,0.89毫米到3.2毫米亮度衰減程度並沒有想象中的大,這說明了其中不僅含有毫米級的顆粒物質,也可能存在更大粒徑的塵埃顆粒,研究人員從中推測隨機性的碰撞導致了塵埃顆粒的聚攏變大,從而為後來的行星演化奠定了基礎,但是這個發現並不符合此前認為的在塵埃盤軌道外側由於顆粒物質運行速率太大而無法聚攏的理論。

  來自歐洲南方天文台的研究人員萊昂納多(Leonardo Testi)認為ALMA望遠鏡陣列是一個功能強大的觀測工具,可揭行星系統形成奧秘,如果嘗試著用以前的上一代望遠鏡進行觀測,那麼可能需要長達一個月的時間。在不久的將來,ALMA望遠鏡陣列全部完工後將變得更加強大,可以探測到Rho-Oph 102天體系統周圍物質盤的詳細信號,還將揭示環繞恆星的物質盤中氣體等物質的相互作用情況,有助於了解“小地球”星球形成過程。

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