ALMA观察原生行星盘中的气体排放

ALMA观察原生行星盘中的气体排放

发布时间:2018-05-15    浏览量:17

哈勃望远镜对TW Hydra周围的原行星盘的图像。亚毫米波长的观测已经能够测量磁盘中物质的分布及其对于巨型行星生长的影响。美国宇航局/哈勃太空望远镜

em使用ALMA设施,天文学家小组首先获得星体TW Hydrae周围原行星盘中气体排放的空间分辨观测资料。 / em

我们的太阳系中的行星在轨道上形成,这取决于太阳星云中物质的初始分布。特别是,最常见的形成巨型气体行星的理论认为,它们的岩冰核心通过凝聚较小的星子逐渐形成,直到它们达到足够的积聚气体包络的程度。因此,原始星云中的气体的空间分布不仅对其巨大行星的大气增加至关重要,而且对于这些早期星子的形成也是至关重要的。许多年轻的恒星都被新的行星形成的尘埃所环绕。由于尘埃以红外线发射,天文学家一直在研究红外线中的环以约束太阳系演化的模型。然而,只有约百分之一的问题是以尘埃的形式存在的;散装气体,这是很难发现。天文学家已经尝试过,但迄今为止主要只能探测位于大容量储层上方的气体的表面层。

CfA天文学家Ilse Cleeves和她的同事们使用ALMA设施获得了第一个空间分辨率一颗原行星盘,与我们在TW Hydrae星系附近最接近的一颗。他们在相对罕见的CO同位素种类中观察到它,使它们能够探测到磁盘的整个厚度。通过将其结果与其他数据集相结合,他们能够限制整个磁盘的温度,气体和尘埃丰度。他们还能够测量这些数量随着距离恒星的距离而变化,特别是在关键区域,大约五到二十个天文单位需要形成巨大的行星(一个AU是地球与太阳的平均距离) 。

自然科学中的天文学,科学家报告说,气体质量与尘埃颗粒质量(在毫米级颗粒中)的比率约为140.由于气体与尘埃的名义质量比约为100,他们表明至少2.4大量的尘埃已经聚集成大尺寸,一厘米或更多,这些尺寸太大而不能被ALMA看到。他们发现气体的径向分布比我们太阳系的名义预期要平坦得多,尽管它与其他一些理论模型一致。如果太阳星云的质量分布与TW Hyd盘中的星云质量分布类似,那么结果意味着巨行星的形成必须独立于气体质量分布。

参考文献:“太阳星云模拟中巨型行星形成区的大量盘点”,张,,Edwin A. Bergin,Geoffrey A. Blake,L. Ilsedore Cleeves和Kamber R. Schwarz,自然天文学,1,0130,2017.

来源:哈佛 - 史密森天体物理中心

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