天文學家在有史以來最年輕的行星盤中發(fā)現(xiàn)意想不到的結構

行星形成需要多長時間？根據(jù)一項新的研究，也許沒有我們想象的那么長。

阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）的觀測表明，圍繞年輕恒星的行星形成可能比科學家想象的要早得多。

這些新結果發(fā)表在美國天文學會的第243次會議.耶魯大學博士生Cheng-Han Hsieh提出了新的觀察結果。

“ALMA對年輕原行星盤的早期觀測揭示了許多美麗的環(huán)和間隙，可能是行星的形成地點，”他說?！拔蚁胫肋@些環(huán)和間隙是什么時候開始出現(xiàn)在磁盤上的。

Hsieh指的是著名的ALMA原行星盤圖像，這些圖像已經(jīng)成為新聞幾年了。這些圖像顯示了年輕恒星周圍的原行星盤，科學家認為這是行星形成的地方。

但是這個早期的圖像和類似的圖像是 2 類磁盤的圖像。來自ALMA的新圖像是CAMPOS（Corona australis，Aquila，chaMaeleon，oPhiuchus north，蛇夫座和Serpens）調(diào)查的一部分，該調(diào)查以調(diào)查中研究的分子云命名。

它們顯示較年輕的 0 類和 1 類磁盤。這些類是指承載圓盤的恒星的年齡。事實上，在這些年輕的時候，他們甚至不被稱為明星;他們被稱為年輕的恒星天體（YSOs.）

2類YSO是一顆具有可見光球的原恒星。但新映像顯示的是 0 類和 1 類的 YSO 和磁盤。在這些年輕的時候，YSO仍處于崩潰和形成階段。

YSO在大約10,000年的時間里只是一個0級天體，在幾十萬年的時間里是一個1級天體。因此，至少可以說，在這些極其年輕的恒星物體周圍的圓盤中發(fā)現(xiàn)環(huán)和間隙是一個令人驚訝的發(fā)展。

如果行星在太陽系生命的早期就形成了，那么它就挑戰(zhàn)了我們對行星如何形成的整個理解。

關于行星如何形成有兩種理論：核心吸積和引力不穩(wěn)定性。

在核心吸積中，巖石核心由碰撞的小行星形成，當它有足夠的質量時，它會吸引氣態(tài)包層?？茖W家認為這就是大型氣態(tài)巨行星喜歡的樣子木星形式。

在引力不穩(wěn)定的情況下，原行星盤變得足夠大，以至于它不穩(wěn)定，引力束縛的團塊會形成。這些團塊和碎片繼續(xù)形成行星。

“從核心吸積模型開始，很難在一百萬年內(nèi)形成巨型行星，”Cheng-Han Hsieh說。

在AAS新聞發(fā)布會上，他展示了自己的工作，Hsieh被問及這些圖像是否捕捉到了行星形成的第一階段。有沒有可能這個過程開始得更早，而我們只是看不到它？

“我們的調(diào)查受到角分辨率的限制，”Hsieh解釋說?！拔覀兊慕嵌确直媛始s為 15 AU，因此我們只能檢測大于 8 AU 的環(huán)和間隙等子結構。

“所以，從這個角度來看，太陽和太陽之間的距離土星是 9 AU。因此，如果有一個比太陽和土星之間的距離更大的間隙或環(huán)，那么我們可以檢測到這些子結構。

“我們在最早的系統(tǒng)中沒有看到任何子結構，這可能是因為子結構在早期較小，”Hsieh說。

伊桑·西格爾（Ethan Siegel）來自”從一聲巨響開始“謝先生又問了另一個重要問題。你看到這些早期磁盤中出現(xiàn)的結構很酷，“Siegel說。

“是否有任何證據(jù)支持或反對我們看到的是一個行星形成結構，而不是像一些模擬所表明的那樣，在這個行星系統(tǒng)的演化過程中，圓盤上雕刻的瞬態(tài)特征將被沖刷掉？”

“對于模擬，如果你在原行星盤內(nèi)有地球大小或海王星大小的行星，它們將開始從周圍的氣體中吸積氣體，然后隨著時間的推移，它們會雕刻出間隙和環(huán)，”Hsieh說。

“另一方面，不同的不穩(wěn)定性，如密度或溫度的擾動，也會導致子結構。因此，從觀測中很難確定這些子結構是否肯定是由行星引起的，還是它們來自不穩(wěn)定。

Hsieh還解釋說，這很難確定，這是許多研究的主題。他還解釋了探測間隙和環(huán)的重要性，無論它們是行星還是某種類型的不穩(wěn)定。

“但確定這些子結構何時形成仍然非常重要，因為即使我們不知道里面是否有行星，它仍然為我們提供了行星形成的時間尺度，”Hsieh解釋說。

這是因為在圓盤穩(wěn)定下來和湍流消退之前，行星和任何子結構都無法形成。因此，即使這些實際上不是行星，它們的存在也表明原行星盤已經(jīng)足夠平靜，足以使結構和行星開始形成。

如果它們是行星，那么圖像顯示它們可以在大約30萬年內(nèi)開始形成，進入承載圓盤的年輕恒星物體的生命。只有未來的觀測才能告訴我們這些是否真的是行星。

正在準備發(fā)表一篇介紹這些圖像和結果的論文。

本文最初由今日宇宙.閱讀原文.

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