利用地球上最强大的射电望远镜阵列,天文学家首次观测到了一个气体和尘埃的圆盘,就像人们认为它已经产生了木星的卫星一样。

今天在“ 天体物理学杂志快报”网上报道的这一发现增加了一个有趣的故事,这个行星PDS 70c是一个仍在形成的距离地球约370光年的天然气巨头,上个月在可见光图像中首次发现。

莱斯大学的天文学家Andrea Isella及其同事利用智利的大型66天线Atacama大毫米/亚毫米阵列(ALMA)收集了毫米波无线电信号,显示整个恒星系统中存在尘埃颗粒,PDS 70 c及其姐妹星球, PDS 70b仍在形成。

“行星形成于新形成的恒星周围的气体和尘埃盘中,如果行星足够大,它可以形成自己的圆盘,因为它在围绕恒星的轨道上收集材料,”Isella说。“例如,木星和它的卫星是我们太阳系内的一个小行星系统,当木星很小的时候,人们相信木星的卫星是由一个圆盘形成的。”

但是大多数行星形成模型表明,环行星盘在大约1000万年内消失,这意味着太阳系中不存在超过40亿年的环行星盘。为了在其他地方寻找它们并收集观测证据以测试行星形成理论,Isella及其同事寻找非常年轻的恒星系统,在那里他们可以直接观察盘子和仍在其中形成的行星。在新的研究中,Isella及其同事分析了2017年ALMA的观察结果。

“有一些候选行星在磁盘中被检测到,但这是一个非常新的领域,它们仍然存在争议,”Isella说。“(PDS 70 b和PDS 70 c)是最强大的,因为已经有不同的仪器和技术进行独立观测。”

PDS 70是一颗矮星,大约是太阳质量的四分之三。它的两颗行星都比木星大5-10倍,而最里面的PDS 70b,距离恒星约18亿英里,大约是从太阳到天王星的距离。PDS 70 c距离海王星大约一英里的十亿英里。

PDS 70 b于2018年首次在欧洲南方天文台的超大望远镜(VLT)中用来自行星狩猎仪器SPHERE的红外光图像显示。6月,天文学家使用另一种名为MUSE的VLT仪器来观察被称为H-alpha的可见光波长,这种光在氢气落到恒星或行星上并被电离时发出。

“H-alpha让我们更加相信这些是行星,因为它表明它们仍在吸收气体和灰尘并且正在增长,”Isella说。

ALMA的毫米波长观测结果提供了更多证据。

“它是对光学数据的补充,并提供完全独立的确认,即存在某些东西,”他说。

伊塞拉说,直接观测带有环行星盘的行星可以让天文学家测试行星形成的理论。

“有很多我们不了解行星是如何形成的,我们现在终于有了直接观测的工具,并开始回答有关太阳系如何形成以及其他行星如何形成的问题。”

Isella是赖斯的物理学和天文学以及地球,环境和行星科学的助理教授,也是基于赖斯的美国宇航局资助的CLEVER行星项目的共同研究员。