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HiCIAO有助于揭示原行星盘的结构
发布日期:2018-05-19

通过遮蔽来自中央恒星的明亮光线,HiCIAO可以检测星形光盘及其所含物体的详细特征,可能为检测行星的另一种间接方法提供了基础。 /

国际天文学家团队使用HiCIAO(斯巴鲁新一代光学高对比度仪)(注1)观察年轻恒星SAO 206462周围的磁盘。他们成功地捕获了磁盘的清晰,详细的图像,他们发现它具有带有两个可识别臂的螺旋结构。根据他们对螺旋密度波浪理论的观察和建模,该团队怀疑,可能由磁盘中的行星产生的动态过程可能是其螺旋形状的原因。这项研究可能为另一种间接检测行星的方法提供基础。

科学家们已经知道,行星形成于围绕恒星周围的广阔尘埃和气体中,即所谓的“原行星盘”。然而,这些特殊光盘的组成以及它们产生行星的过程仍然是神秘。中央恒星的明亮光线使其很难探测到周围的暗淡物体或捕捉光盘本身组成的详细图像。最近与斯巴鲁电子公司的“行星猎手”HiCIAO进行的研究克服了一些障碍。通过遮蔽来自中央恒星的明亮光线,仪器可以检测出恒星光盘及其所含物体的更多细节特征。

作为SEEDS项目(斯巴鲁望远镜的外行星和磁盘战略探索)(注2)的一部分,本研究中的研究人员使用HiCIAO对年轻恒星SAO 206462(有时称为HD 135344B )。这颗恒星距离地球约四百六十光年(狼),距今约900万年。光盘的半径为200亿公里(124亿英里),比太阳系中海王星距太阳的距离大约大5倍。

研究人员拍摄了SAO 206462磁盘(图1)的图像,清楚地显示了其螺旋结构并指出了其组成特征。然后他们能够通过使用密度波理论来推断盘的特性来分析其螺旋结构。这个过程允许观测数据和理论模型之间的有效接口。

密度波理论已被用于解释螺旋星系的螺旋臂结构。它提出物质的旋转盘将“自然地”形成增强密度的区域,即所谓的“螺旋密度波”,由于旋转差异。密集材料的波状浓度增长并形成螺旋图案。 SAO 206462的磁盘可能也有类似的进程。当团队将他们的模型与观测数据进行比较时,他们发现它在揭示磁盘特征时非常有用。 (图2)

该团队能够使用该模型根据动态过程估计磁盘的温度并预测螺旋结构的演变。观测数据符合模型。虽然他们不能明确地识别螺旋的起源,但嵌入在盘中的行星可能是其形状发展的催化剂。如果一个行星已经形成在一个圆盘上,它的重力会产生一个密度波,这会导致在原行星盘上产生一个螺旋结构。 (图3)。

虽然观察到的图像不一定表明行星的存在,但是盘中的行星引起密度波的可能性仍然存在。这是密度波理论首次应用于测量原行星盘的特征。该研究在解释螺旋盘如何形成以及可能标志着另一种发现行星的间接手段的发展方面迈出了重要的一步。

参考文献:Muto等人发表的题为“在SAO 206462(HD 135344B)的盘中发现小尺度螺旋结构:从螺旋密度波理论对盘的物理状态的影响”的研究论文。发表于2012年4月的Astrophysical Journal Letters(ApJ,748,L22,2012)

注:

HiCIAO(斯巴鲁下一代自适应光学仪器的高对比度仪器)旨在阻挡来自中心恒星的明亮直射光,以便它可以对附近的隐形物体(如行星)进行成像,并检测中央恒星周围的微弱尘埃圆片。利用斯巴鲁望远镜探索外行星和磁盘)是NAOJ(日本国立天文台)的田村元太郎领导的一个大型项目。研究人员在斯巴鲁望远镜进行观测,重点是对系外行星和圆盘的直接成像和检查,以更好地了解行星系统的形成。超过100名科学家和25个机构属于支持该项目的国际财团。自2009年以来,SEEDS项目取得了一系列令人印象深刻的发现,包括AB Aur,LkCa15,HR4796A和HD 169142中磁盘的详细结构成像。

Source :斯巴鲁望远镜,NAOJ

图像:NAOJ