見證系外“月亮”的誕生
我們目前雖然難以觀測(cè)已形成的系外衛(wèi)星，但是可以通過最先進(jìn)的毫米波望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到系外衛(wèi)星的形成環(huán)境。近日，一個(gè)由國(guó)際天文學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)使用位于智利的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列望遠(yuǎn)鏡(ALMA)第一次清楚地觀測(cè)到了一個(gè)可以孕育系外衛(wèi)星的行星周盤(行星周圍由氣體和塵埃組成的盤)。事實(shí)上，兩年前就有另一個(gè)國(guó)際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)也利用ALMA發(fā)現(xiàn)了這個(gè)“可疑”的行星周盤，不過那時(shí)的觀測(cè)精度較低，不能把這個(gè)行星周盤與周圍的環(huán)境清晰地區(qū)分開，也就不能確認(rèn)它的存在；這次的觀測(cè)精度可以清楚地將這個(gè)行星周盤與周圍的環(huán)境分開，并且可以限定其大?。哼@個(gè)行星周盤半徑約為1au(日地平均距離)，其質(zhì)量足夠形成3顆月球大小的衛(wèi)星。
這個(gè)行星周盤位于一顆年輕的氣態(tài)巨行星PDS 70c的周圍。PDS 70c的寄主恒星PDS 70位于人馬座，距離太陽(yáng)約367光年。PDS 70的質(zhì)量約為太陽(yáng)的80%，年齡只有大約540萬(wàn)年，差不多是太陽(yáng)年齡的千分之一。PDS 70的周圍有一個(gè)半徑達(dá)100au的氣體塵埃盤(星周盤)。天文學(xué)家分別于2018年和2019年發(fā)現(xiàn)PDS 70周圍有兩顆形成中的行星(原行星)：PDS 70b和PDS 70c。PDS 70b距離PDS 70大約22au，這與天王星到太陽(yáng)的距離相仿。PDS 70c距離PDS 70大約34au，與海王星到太陽(yáng)的距離相仿。這兩顆原行星的質(zhì)量大約在木星質(zhì)量的1—10倍之間。目前還在非常緩慢地吸積周圍物質(zhì)。
目前已知的形成中的系外行星只有PDS 70b和PDS 70c(其他4000多顆已知的系外行星都是成年行星)。因此這些觀測(cè)結(jié)果不但可以讓我們研究衛(wèi)星的形成，還可以用來(lái)測(cè)試行星的形成理論。恒星形成于一個(gè)巨大的氣體塵埃團(tuán)。塵埃團(tuán)最初微小的轉(zhuǎn)動(dòng)在收縮形成原恒星的過程中會(huì)被放大。形成恒星后多余的物質(zhì)會(huì)再形成一個(gè)圍繞恒星轉(zhuǎn)動(dòng)的星周盤。行星形成于恒星周盤。原行星通過吸積星周盤內(nèi)的物質(zhì)來(lái)成長(zhǎng)，并通過引力逐漸清理其所在軌道內(nèi)的氣體塵埃。在這個(gè)過程中，如果一顆行星離其主星足夠遠(yuǎn)，它周圍的氣體塵埃受到恒星的影響較小，它的周圍就有可能聚集到足夠的物質(zhì)形成一個(gè)行星周盤。同時(shí)這個(gè)行星周盤內(nèi)的氣體和塵埃也可能通過頻繁的碰撞逐漸聚集形成衛(wèi)星。不過目前天文學(xué)家還沒有完全弄清楚行星和衛(wèi)星形成過程中的具體細(xì)節(jié)。要進(jìn)一步研究這些細(xì)節(jié)，就是天文學(xué)進(jìn)步的動(dòng)力。
將來(lái)隨著6.5米韋伯太空望遠(yuǎn)鏡(JWST)以及歐洲39米極大望遠(yuǎn)鏡(ELT)等新一代地面巨型望遠(yuǎn)鏡的陸續(xù)投入使用，我們也許有機(jī)會(huì)探測(cè)到系外生命存在的生物證據(jù)，從而驗(yàn)證布魯諾400多年前關(guān)于系外生命的猜想。
(來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)；張?jiān)A)
