首次直接得到一顆新生行星的圖像

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原作：Julie Freydlin

翻譯：陸寅楓

校對：陳艷玲、汪榮鑫

本公眾號系網易新聞·網易號「各有態度」簽約帳號

「

天文學家使用裝載在歐空局位於智利的甚大望遠鏡上的新設備直接拍攝到了一顆新生行星的圖像。

我們對行星形成的認知經常局限於理論模型。

但是現在，科學家在環繞一顆年輕恆星的氣體盤中直接觀測到了一顆新生行星，距離地球大約370光年。

甚大望遠鏡上的新設備SPHERE拍攝到了這顆新行星——PDS 70b

ESO / A. Müller et al.

對新生行星的搜尋往往從有新恆星形成的天區開始。

位於德國海德堡的德國馬普天文研究所（Max Planck Institute for Astronomy, MPIA）的科學家在恆星形成區搜尋時注意到了年輕恆星PDS 70。

它大約在五~六百萬歲之間，並且依舊在從環繞它的含有氣體和塵埃的吸積盤中吸取質量。

這顆與太陽體積相近的恆星在1992年的時候就已經被發現，但是科學家這次使用了甚大望遠鏡上的新設備SPHERE，希望能看到它的吸積盤中的更多細節。

出乎他們意料的是，他們在吸積盤間發現了一個間隙——在發光的氣體旋盤間有一條黑色的暗帶。

儘管吸積盤中的間隙往往標誌著新生行星的存在，但不能打包票——畢竟也有其他原因會造成吸積盤間隙的產生。

為了確認行星確實存在， 科學家使用SPHERE遮擋了來自PDS 70的光線，使得被其掩蓋的吸積盤細節得以顯露出來。

當科學家可以更清晰地看到那條暗色的間隙後，他們在其中應該有行星產生的地方正好發現有一個光點。

在隨後的研究中，科學家將這顆行星命名為 PDS 70b，並利用它的亮度和年齡計算它的質量。

「質量是判斷它是否為行星的主要標誌，」研究的副作者Sascha Quanz說。

事實上，計算得到PDS 70b的質量為木星質量的2-17倍，說明它是一顆行星而非一顆褐矮星。

它主要由氣體構成，表面溫度達1000攝氏度。

通過分析行星的光譜，科學家發現該行星的大氣層里甚至有雲層。

但是PDS 70b上的雲和地球上的雲並非一個概念。

PDS 70b的溫度太高，不可能使水蒸氣凝結形成雲，因此PDS 70b上的雲是由鐵、亞硫酸鈉、氯化鉀、以及矽酸鐵（一種磁性物質）構成的。

在利用新觀測數據的同時，科學家也利用了2012年時的老觀測數據來跟蹤行星的位置。

他們發現六年間吸積盤中PDS 70b的位置變化呈一條弧線，表明了它的的軌道運動。

科學家計算它的公轉周期大約是120年。

「隨著物質的積累，這顆行星仍在形成的過程中，」André Müller補充道，「這條觀測證實了我們的原行星盤理論模型，但我們仍需要更多類似的案例來深入了解具體的行星形成過程。

」

雙子座天文台的Trent Dupuy警告在亮星周圍尋找非常暗弱的天體（系外行星）存在技術挑戰，因此要確認某一個亮點是行星很困難，但是這項工作確實非常令人激動。

SPHERE

SPHERE（Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch）的中文名是光譜偏振計高對比度系外行星巡天設備。

它的主要技術挑戰是在母星和繞其轉動的行星的巨大光度差下（可見光的光度比為1/1億，紅外光的光度比為1/1百萬），還能分辨距離母星0.1-3.0角秒的暗弱行星。

它應該會成為未來地面上最先進的對系外行星直接成像的光學設備。

在偏振光下的原恆星盤結構

SPHERE的科研目標:1.環繞恆星的年輕或年老巨行星的周期頻率及其多樣性；2.巨行星軌道參數的分布；3.新生行星的光度演化（收縮演化史）；4.大氣特性（組成、反照率、散射特性）；5.行星和恆星吸積盤之間的關係；6.有高偏心率軌道行星的季節效應；7.特殊行星的存在。

『天文濕刻』 牧夫出品

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人馬座A星系

是距離地球最近的活動星系，僅一千一百萬光年，它的直徑大約有6萬光年，又稱NGC 5128，是一個古怪的橢圓星系。

它明顯是兩個正常星系碰撞而成的產物，因而產生了一大團雜亂的星團和令人印象深刻的塵埃帶。

在星系中心附近，剩餘的宇宙廢墟正緩慢地被比太陽質量大上億倍的中央黑洞吸入，因此和其他活動星系一樣，這個過程會產生射電、x射線以及伽馬射線波段的輻射。

圖片來源：NASA每日一圖--7.12

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