科學家嘗試在碎片盤中尋找系外行星

根據哈佛-史密松森天體物理中心(CfA)的一項新研究,主序恆星周圍的碎片盤是脆弱的塵埃帶,被認為是小行星或其他行星碎片碰撞和破碎時產生的。

它們很常見:超過四分之一的主序恆星都有碎片盤,而且由於這些碎片盤很難被探測到,所以這個比例可能還要高。目前的儀器只能在比太陽系的柯伊伯帶(從海王星軌道上約30個天文單位延伸到約50個天文單位的區域)產生的碎片盤至少多一個數量級的系統中探測到碎片盤。

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研究人員表示,碎片盤中的塵埃本身就值得研究,但也提供了一個追蹤行星系統特性的機會。最大的塵埃顆粒(那些大到一毫米的塵埃),其集體熱輻射是由ALMA(阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列)等望遠鏡測量的,相對不受恆星風或輻射壓力的影響。相反,它們的分佈顯示了重力和碰撞的影響。“混沌區”是一個行星周圍的擴展區域,在這個區域內,塵埃沒有穩定的引力軌道,導致一個缺口,其寬度除其他外取決於行星的質量。碎片盤中的行星可以產生這樣一個缺口,因此對缺口尺寸的測量可以用來推斷行星的質量–這是一個關鍵的系外行星參數,否則很難獲得。

CfA的天文學家Sean Andrews和David Wilner是一個團隊的成員,他們使用ALMA來研究離我們大約135光年的HD 206893星周圍的已知碎片盤。這顆恆星還有一個褐矮星的雙星伴星,在大約10au處運行,其質量大約為15-30個木星質量。ALMA圖像在空間上解析了這個圓盤–它從大約50-185au延伸,而且天文學家們發現了一個從大約63-94au延伸的缺口的證據。如果這個缺口是由一個圓形軌道上的單一行星形成的,“混沌區”理論意味着這個行星應該有大約1.4個木星質量,軌道在大約79au。未來,更高分辨率的ALMA觀測有可能幫助約束褐矮星的動力學行為,並改善推斷的新行星的特徵。

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