天文學家揭示了我們迄今為止對行星誕生的最佳一瞥

行星誕生于年輕恒星周圍的氣體和塵埃旋轉(zhuǎn)盤中。天文學家對行星形成過程非常感興趣，了解這個過程是 JWST 的主要科學目標之一。

PDS 70 是一顆附近的恒星，其盤中形成了兩顆新生行星，這是天文學家直接成像的極少數(shù)系外行星中的兩顆。

研究人員開發(fā)了一種新的創(chuàng)新方法來使用 JWST 觀測 PDS 70，并揭示了有關(guān)該系統(tǒng)的更多細節(jié)，包括可能存在第三顆行星。

PDS 70 是一顆距離約 370 光年的橙矮星，擁有兩顆年輕的、不斷增長的行星：PDS 70b 和 PDS 70c。

歐洲南方天文臺甚大型望遠鏡（VLT） 直接對這兩顆行星進行了成像，而 PDS 70b 的特點是它是第一顆直接成像的原行星。VLT 在 2018 年以開創(chuàng)性完成了這一壯舉球儀器。

SPHERE 觀測以及其他觀測使天文學家能夠更詳細地了解行星的大氣、質(zhì)量和溫度。

現(xiàn)在，JWST 再次審視了這兩顆年輕的行星。結(jié)果發(fā)表在天文雜志.它的標題是”詹姆斯韋伯干涉儀：在 4.8 ？m 處對 PDS 70 b 和 c 的天基干涉探測，“，主要作者是 Dori Blakely。

Blakely 是加拿大不列顛哥倫比亞省維多利亞大學物理學和天文學專業(yè)的研究生。

JWST 的近紅外成像儀和無縫隙光譜儀（NIRISS） 有一個叫做孔徑遮蔽干涉測量法（AMI），這使其能夠用作干涉儀。

它使用一個特殊的面罩，在望遠鏡的主鏡上帶有小孔。它創(chuàng)建的干涉圖具有更高的分辨率，因為望遠鏡的有效尺寸變得更大。

作者寫道：“在這項工作中，我們展示了使用 NIRISS F480M 濾光片對 PDS 70 的詹姆斯韋伯干涉儀觀測，這是該系統(tǒng)的首次天基干涉觀測。

他們發(fā)現(xiàn)了 PDS 70 b 和 c 周圍物質(zhì)的證據(jù)，這加強了行星仍在形成的觀點。

“這就像看到我們太陽系的全家福，當時它還是個蹣跚學步的孩子。想想我們可以從一個系統(tǒng)中學到多少東西，真是不可思議，“主要作者 Blakely 在新聞稿.

以前對 PDS 70 行星的觀測是在較短的波長下進行的，這最好用低質(zhì)量恒星和褐矮星的模型來解釋。但 JWST 以更長的波長觀測它們，這是有史以來觀測到它們的最長波長。

這些觀測檢測到的光比以前的觀測更多，而低質(zhì)量/褐矮星模型無法解釋光。

JWST 觀測表明兩顆行星周圍都存在溫暖的物質(zhì)，這被解釋為物質(zhì)從行星盤.

作者寫道：“我們對 PDS 70 b 和 c 的光度測量通過將光譜能量分布模型擬合到這些新測量值和文獻中發(fā)現(xiàn)的測量值，為中紅外行星盤發(fā)射提供了初步證據(jù)。

結(jié)果表明，PDS 70 及其行星正在爭奪變大所需的相同材料。星形是一個T-Tauri 星那只有大約 540 萬年的歷史。

它不會再過數(shù)千萬年才能到達主層序，并且仍在積極地吸積物質(zhì)。

“這些觀測為我們提供了一個難得的機會來見證行星的形成，”赫茨伯格天文學和天體物理學研究中心的合著者道格·約翰斯通 （Doug Johnstone） 說。

“在吸積物質(zhì)的行為中看到行星有助于我們回答關(guān)于行星系統(tǒng)如何形成和演化的長期問題。這就像看著一個太陽系在我們眼前建造。

這項新研究還提供了額外的證據(jù)，支持圍繞恒星的第三顆行星，推定命名為 PDS 70d。

2024 年的一篇論文提出了第三行星.然而，存在很多不確定性。

該論文的作者寫道，他們可能發(fā)現(xiàn)了另一顆系外行星，但它也可能是一個塵埃團或內(nèi)部物質(zhì)螺旋。

“因此，d 的后續(xù)研究特別令人興奮，”作者寫道。

雖然這項新研究不僅僅是對潛在系外行星的后續(xù)研究，但它限制了該天體的一些特性，無論它可能是什么。

如果有第三顆行星，它與其他兩顆行星有很大的不同。"…如果先前觀察到的較短波長發(fā)射是由行星引起的，那么這顆推定的行星具有與 PDS 70 b 或 c 不同的大氣成分，“作者解釋說。

“需要進行后續(xù)觀測以確定這種排放的性質(zhì)。”

本文最初由今日宇宙.讀原文.

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