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驚人發現!ALMA望遠鏡捕捉「行星搖籃」中的神秘漩渦結構

麻省理工學院地球、大氣與行星科學系的理查德·蒂格(Richard Teague)在《天體物理學期刊通訊》中指出:「行星形成似乎是宇宙中普遍存在的現象,這些過程發生在環繞新生恆星、充滿氣體與塵埃的原行星盤中。詳細研究導致行星形成的物理與化學過程,對於理解我們所發現的成熟行星系統驚人多樣性至關重要。」

為了真正理解塑造這些塵埃分布的機制,並確認行星系統形成的物理條件,研究團隊必須以同等精細的程度研究盤中的氣體成分。為此,exoALMA團隊不斷精進觀測技術,試圖捕捉這些最終將形成行星的氣體與塵埃旋轉盤。

團隊採用創新的研究方法——與其直接尋找新生行星的光芒,不如觀察行星對周圍環境產生的影響。格勒諾布爾天體物理與行星學研究所的天體物理學家克里斯托夫·潘特(Christophe Pinte)生動比喻:「這就像透過觀察池塘中的漣漪來尋找魚兒,而不是直接尋找魚本身。」

在最新發布的影像中,團隊運用改進的成像與校準技術,處理高靈敏度的氣體發射光譜解析數據。這些突破讓他們能夠偵測到原行星結構中極微小的擾動,這些擾動很可能源自正在形成中的年輕行星。

擔任exoALMA計畫主持人的蒂格補充說明:「我們開發的新方法就像從老花眼鏡升級為高倍望遠鏡——它們揭示了這些行星形成系統中前所未見的細節層次。我們觀察到劇烈擾動且充滿動態的盤面結構,強烈暗示著年輕行星正在塑造它們誕生的環境。」

透過研究這些盤面,天文學家希望能更深入了解行星形成的過程,以及這些盤面的大小、形狀和旋轉如何造就我們在宇宙中觀察到的各式行星。在此過程中,團隊成功估算出盤面本身的質量。

美國國家射電天文台解釋:「類似於透過完整星系的旋轉曲線來測量暗物質暈的質量,團隊成功估算出盤面本身的引力影響,這為確定可用於形成行星的質量提供了一種新方法,同時也為利用譜線通量的替代方法建立了基準。」

目前已有17篇相關論文發表,其中一篇名為《塵埃不對稱性周圍氣體動力學特徵》的研究,團隊試圖驗證反氣旋式漩渦模型是否符合exoALMA的觀測結果。研究指出:「雖然多數觀測目標在塵埃新月周圍的運動學中未顯示明顯的漩渦特徵,但年輕恆星HD 135344B展現出與模擬預測相似的顯著結構,使其成為後續高解析度研究的理想目標。」

天文學家將持續分析現有影像,同時規劃進一步觀測。關於年輕行星形成的精彩發現,正等待我們去揭曉。相關研究成果已發表於《天體物理學期刊通訊》特刊。