扇动的“蝙蝠翼”揭示行星形成的奥秘！

原创：牧夫天文

原作：Chelsea Gohd

翻译：饶文冲

校译：牧夫天文校对组

编排：李子琦

后台：库特莉亚芙卡 李子琦

原文链接：

https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/flapping-bat-wing-planet-formation/

这是这颗恒星的星盘在巨蛇尾投射出的蝙蝠状阴影的原始图像。

图片来源:STScI

巨蛇座星云中的“蝙蝠翼”提供了一幅独特的、间接的行星形成图像。天文学家们正在使用这颗年轻行星的新图像，以及它所投射出的飘动的影子来揭示这个星系的原行星盘。

2018年，哈勃太空望远镜拍摄到这颗位于巨蛇尾的、年轻的类太阳恒星——HBC

672。就像灯罩挡住灯泡的光一样，原行星盘投射出一个蝙蝠形态的影子。现在，对同一颗恒星进行的追踪拍摄显示，影子的角度发生了轻微的改变。这一改变很可能是原行星盘的旋转导致的，而年轻的行星正孕育其中。

“这是一个迷人的天体，兼具趣味性和神秘性。”来自空间望远镜研究所（Space
Telescope Science Institute，STScI）的Klaus
Pontoppidan说。Pontoppidan和他的同事们捕捉到了这些扇动着的翅膀的原始图像，这表明原行星盘几乎是斜对着太阳的。原行星盘本身仍然无法被看到，因为它离地球太远了。

当研究小组再次使用哈勃望远镜对他们发现的年轻行星进行追踪拍摄时，他们惊奇地发现阴影移动了。进一步的探测发现，原行星盘上的微小变化被印在了类似翅膀的影子上，这将使研究人员能够及时追踪原行星盘的情况。Pontoppidan在夏威夷檀香山市召开的美国天文学会半年度会议上公布了这一新发现。

一个千载难逢的机会

图片来源：NASA / ESA / Hubble K. Pontoppidan et al.

巨蛇座星云是一个恒星摇篮，年轻的恒星们在此诞生。恒星形成后，它们周围残留的尘埃和气体会坍缩成原行星盘，其中一些物质最终会形成行星。观测这些原行星盘，比如围绕着HBC 672的这个，可以动态地显示行星的形成过程。

当光线通过恒星周围的物质时，物质会影响阴影的深度，就像灯罩的瑕疵可能会使灯光投射在墙上的阴影变亮或变暗一样。HBC 672周围阴影的每一面都延伸了将近15000个天文单位，大约是太阳系宽度的100倍。

最初的图像已经揭示了重要的线索，因为影子膨胀的形状表明在圆盘中有一个富含气体的环境。阴影也揭示了圆盘的集中程度。当行星的核心聚集在一起时，它们通过圆盘向内漂移，直到它们足够大，能够清除一条尘埃和气体的通道，从而阻止它们向恒星的方向移动。沿着阴影边缘的变化可以为核心提供证据，暗示着正在成长的世界和它们所清除的路径。

正如在新图像中看到的，这片移动的阴影，给了科学家们观测原行星盘演变的机会。由于光需要88天的时间才能跨越影子的长度，所以每张图片都显示了前三个月原行星盘旋转的记录。但是只有阴影的内部是清晰的，足以显示出原行星盘的细节；在更远的距离，背景恒星使得探测阴影深度的相对变化变得更加困难。尽管如此，有了足够多的图像，天文学家们可以在一次完整的旋转中拼凑出这个原行星盘的“指纹”。

“这是一个千载难逢的机会，”Pontoppidan说。

监控“蝙蝠”信号

在未来，Pontoppian和他的同事们希望每隔40天左右将哈勃转向“蝙蝠翼”，观察它旋转时的影子，以及对应的原行星盘。如果影子继续以一种循环的方式摆动，周期的长度可以告诉原行星盘旋转的速度有多快，从而揭示在那段时间内原行星盘的变化。即使影子在两次旋转之间的变化不相匹配，它仍然可以告诉我们年轻的原行星盘内部发生了什么。

持续的观察也可能会揭示另一种可能性，即周期性移动的阴影根本不是由一个原行星盘造成的，而是由围绕着原行星盘的另一颗恒星——一个意想不到的伴星——造成的。然而，Pontoppidan说这是不可能的，因为还没有其他关于第二颗星的线索。

待2021年詹姆斯·韦伯太空望远镜（James
Webb Space
Telescope）发射后，我们将能够更近距离地观察阴影。“詹姆斯·韦伯太空望远镜能够用更长的波长观察影子，这可能会让我们对原行星盘上吸引尘埃的性质产生独特的见解。”Pontoppidan说。

『天文时刻』 牧夫出品

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影像来源: Oliver Czernetz