韋伯望遠鏡捕捉行星誕生瞬間,猶如太陽系「全家福」
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)近日將目光投向附近的恆星PDS 70,以空前的精細度捕捉到兩顆新生行星的誕生過程。這項觀測不僅讓天文學家得以親眼見證行星的形成,更為我們揭開了宇宙奧秘的新篇章。
行星通常誕於年輕恆星周圍的氣體和塵埃盤中,而PDS 70正是一顆擁有兩個新生行星的橙矮星,距離地球約370光年。這兩顆行星分別命名為PDS 70b和PDS 70c,它們是天文學家極少數能直接拍攝到的系外行星之一。事實上,PDS 70b更是史上首顆被直接拍攝到的原行星,這項成就由歐洲南方天文臺的甚大望遠鏡(VLT)於2018年達成。
韋伯望遠鏡此次的觀測採用了創新的方法,利用其近紅外成像儀和無狹縫光譜儀(NIRISS)的孔徑掩模干涉技術(AMI),進一步揭示了PDS 70系統的細節,甚至可能發現了第三顆行星的存在。這項研究成果已發表於《天文學期刊》,由加拿大維多利亞大學的物理與天文學研究生Dori Blakely主導。
「這就像是看到我們太陽系幼年時期的全家福,」Blakely在新聞稿中表示,「從一個系統中能學到如此多的知識,實在令人驚嘆。」
韋伯望遠鏡的觀測資料顯示,PDS 70b和PDS 70c周圍可能存在溫暖的物質,這些物質被解讀為來自行星周圍盤的吸積材料。這進一步證實了這兩顆行星仍在形成過程中。此外,研究還發現PDS 70及其行星正在爭奪相同的成長物質,這顆僅約540萬歲的T-Tauri型恆星仍在積極吸積物質,距離主序星階段還有數千萬年的時間。
「這些觀測讓我們有機會親眼目睹行星形成的過程,」共同作者、赫茨伯格天文與天體物理研究中心的Doug Johnstone表示,「觀察行星吸積物質的過程,有助於解答長期以來關於行星系統形成與演化的問題,就像親眼目睹一個太陽系的誕生。」
這項研究還提供了支援第三顆行星PDS 70d存在的證據。雖然2024年的一篇論文曾暗示過這顆行星的存在,但當時仍有許多不確定性。韋伯望遠鏡的最新觀測雖然並非專門針對這顆潛在行星,但已對其特性進行了部分約束。如果PDS 70d確實存在,它的大氣組成將與PDS 70b和PDS 70c截然不同。
「後續觀測將是確定這顆行星性質的關鍵,」研究團隊總結道。這項研究不僅讓我們更接近理解行星形成的奧秘,也為未來的天文探索開闢了新的方向。