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天文学家首次目睹太阳系外行星形成过程(图)
http://www.sina.com.cn 2011年10月24日 07:34 新浪科技微博
这是一幅艺术示意图，展示正在尘埃盘中逐渐成型的LkCa15 b以及它围绕运行的中央母恒星，这一年轻的行星系统距离地球约450光年，位于金牛座
左侧栏：恒星LkCa15周围的尘埃盘，所有发出的光线都来自这些低温尘埃的辐射；中央部分的空洞是尘埃带中清出的间隙带；右侧栏：这是对左侧栏中央部位的放大图，采用两个不同波段(蓝色：2.1微米，红色：3.7微米)的图像合成，同时也标出了中央恒星的位置(五角星)新浪科技讯 北京时间10月24日消息，在一项最新研究中，天文学家们首次直接目睹了一颗尚在形成过程中的系外行星，看到了在一个围绕恒星分布的尘埃盘中原始行星破茧待出的情景。
借助位于夏威夷莫纳克亚山顶的10米口径凯克望远镜，研究人员首次得以直接拍摄到正处于形成过程中的原始行星图像。这颗原始行星已经被编号为LkCa 15 b。看起来这将是一颗高温气态巨行星，现在它正从周围的环境中不断汲取巨量的尘埃和气体物质。研究人员表示，从凯克望远镜拍摄的图像上，可以明显看到由于这颗行星的存在，从恒星到尘埃盘外侧之间的盘面上出现了一道清晰可辨的空隙。
这项研究的首席科学家，夏威夷大学的亚当·卡洛斯(Adam Kraus)说：“LkCa 15 b是我们已经发现的最年轻的行星，比之前我们发现的最年轻的行星还要年轻5倍。我们也因此第一次得以同时对一颗形成中的行星以及它周遭的尘埃物质进行直接的测量。”
寻找一颗新生的行星
这颗新生中的行星距离地球相对较近，距离仅有大约450光年，位于金牛座中。不过要是你想真的试着从满天繁星中找到它可并不是那么容易。天文学家们的观测利器是凯克望远镜，它采用了先进的自适应光学系统，可以修正光线通过地球大气层时产生的扭曲变形，从而获得高质量的清晰影像。随后他们再采用一种特殊的干涉技术去除中央恒星发出的耀眼光芒。
借助这一系列的操作，研究人员可以分辨出存在于恒星LkCa 15周遭的原行星盘，并且分辨出这个尘埃盘中由于原行星的存在而出现的那道空隙。
研究合作者米歇尔·爱尔兰(Michael Ireland)来自澳大利亚麦夸里大学，他说：“干涉仪技术其实早在1800年代便已经被开发出来了，但是要说到这种技术在光学自适应系统中的应用，那还是大约最近7年间的事情。自那以后，我们一直在努力尝试，希望将这项技术的能力发挥到极致。并将它应用在世界上最大口径的望远镜上，尤其是像凯克望远镜这样的。”
研究人员们当时正在对大约150颗年轻的，周遭似乎存在尘埃带的恒星目标进行观测，随后他们将观测的注意力集中到了十多颗重点恒星目标上来。很快他们便发现了原行星LkCa 15 b的存在。这一发现甚至来的快的出乎意料。
卡洛斯说：“LkCa 15只是我们观测的第二个目标。当我们看到它时我们很快就意识到这里有某些新的东西。我们在它的旁边看到一个微弱的点，我们就想这或许是一颗类似木星的行星，随后，我们在一年之后再次对其展开观测，以便收集更多数据。”
卡洛斯于10月19日再此间于美国宇航局戈达德空间飞行中心召开的一次会议上公布了他们的研究结果。他们的相关论文则将于今日刊载于《天体物理学报》。
大个子婴儿
就婴儿的定义而言，LkCa15 b绝对是一个大个子，其质量达到木星的6倍。但是由于这颗行星目前仍然处于形成阶段，因此当它最终形成时，其质量应当会小于这一数值。
卡洛斯说：“我们现在看到的从这一个小光点上发出的光芒中有很大的一部分其实是正处于高速吸积下落过程中的气体尘埃物质发出的。因此6倍的木星质量或许应当被视作是一个质量上限，实际上从真正的行星本体发出的光线可能只占了很小的一部分。因此对其最终质量的计算数值将远小于6倍木星质量。”
尽管这颗行星似乎非常巨大，但是整个这一行星系统确实是非常年轻的。其中央母恒星的质量大致和太阳相当，但是其年龄却仅有大约200万年，相比之下，我们的太阳形成至今已有大约46亿年的历史了。
长期以来天文学家们一直猜测在围绕恒星的尘埃盘中应当可以观测到由于新生的原始行星作用而形成的明显间隙带。现在这一成果恰恰是证实了我们已经有能力看清这样一种现象的真实存在。有了这一先例，天文学家们将很快找到更多的相似案例。
卡洛斯说：“这真的让人兴奋，因为我们看着那道缝隙，知道那里存在着一颗正在形成中的行星。我们观察这道缝隙的情况并了解其中正在形成的原行星的相关信息，我们只要观察这些缝隙，就能找到一种新的寻找系外行星的方法。”(晨风)
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