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ALMA提供了Fomalhaut碎片盘的第一张完整图像

  • 科技
  • 2019-08-26 14:51:54

利用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA),天文学家制作了年轻恒星Fomalhaut周围尘埃碎片环的第一个完整的毫米波长图像,并发现它内部的碰撞外部的冰含量类似于彗星我们自己的太阳系。

Fomalhaut是一颗年轻恒星,位于Piscis Austrinus星座,距离地球约25光年。

Fomalhaut也被称为alpha Piscis Austrini和HD 216956,年龄为4.4亿年,约为太阳系年龄的十分之一,是仅有的二十个行星直接成像的系统之一。

早些时候ALMA对该恒星的观测 - 在2012年望远镜仍处于施工阶段时所拍摄的 - 仅显示了大约一半的碎片盘。尽管该图像仅仅是对ALMA初始功能的测试,但它仍然提供了关于磁盘的性质和可能来源的诱人提示。

新的ALMA观测结果可以非常完整地观察这一发光的碎片带,并且还表明它的冰冷内容与太阳系中的彗星之间存在化学相似性。

“ALMA给了我们一个完全成型的磁盘碎片的这个惊人的清晰的图像,”梅雷迪思麦格雷戈博士,哈佛-史密森天体物理学中心和两篇论文一个主要作者的天文学家在接受出版说天体物理学杂志描述这些观察结果。

“我们终于可以看到明确定义的磁盘形状,这可能会告诉我们很多关于其高度独特外观的基础行星系统。”

正如新的ALMA图像所揭示的那样,一条约20亿公里宽的冰冷尘埃带已形成距离恒星约200亿公里。

“使用新的ALMA数据和详细的计算机建模,我们能够计算出磁盘的精确位置,宽度和几何形状。这些参数证实,这种狭窄的环很可能是通过系统中行星的重力影响产生的,“该团队第一篇论文的第一作者MacGregor博士说。

新观察也是第一个明确表现出“震荡发光”的观点,这是麻省理工学院研究员玛格丽特潘在2016年的一篇论文中预测的,他也是新ALMA论文的合着者。

像所有具有细长轨道的物体一样,当距离恒星最远时,Fomalhaut盘中的尘埃物质传播得更慢。当灰尘减慢时,它会堆积起来,在盘的较远部分形成更浓的浓度。ALMA可以将这些密集区域视为更亮的毫米波长发射。

使用相同的ALMA数据集,但专注于空间分子自然发出的不同毫米波长信号,该团队还在与碎片盘完全相同的位置检测到大量的一氧化碳气体。

“这些数据使我们能够确定Fomalhaut周围的一氧化碳和二氧化碳的相对丰度与我们太阳系中彗星的相对丰度相同,”剑桥大学研究员兼首席作者LucaMatrà博士说。在球队的第二篇论文中。

“这种化学亲缘关系可能表明这个行星系统的外部和我们自己的系统之间的彗星形成条件相似。”

研究人员认为,这种气体要么是从连续的彗星碰撞中释放出来的,要么是比Hale-Bopp质量高出几百倍的超级巨星造成的。

在Fomalhaut周围存在这个明确定义的碎片盘,以及其奇怪熟悉的化学反应,可能表明该系统正在经历其自身版本的晚期重轰炸,这个时期大约40亿年前地球和其他行星是常规的我们太阳系的形成留下了大量的小行星和彗星。

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