
一条长达一万亿英里(约1.6万亿公里)的宇宙气体“河流”让猎户座星座中的行星进入倾斜轨道
这幅艺术家插图强调了气体流向原行星盘GW Ori输送物质,形成不对齐的尘埃环。(图片来源:NSF/AUI/NSF NRAO/B.Saxton)在猎户座星座中,围绕一个年轻的三重星系统的稀有行星形成盘被一条超过1万亿英里(约1.6万亿公里)长的气体河流所倾斜。这项发现是通过中国的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)在无线电波长下完成的,这可能解释了天文学家为何不断发现与其恒星旋转轴严重不对齐的行星。GW Orionis 是一个由三颗主序前星组成的三重系统,意味着它们仍在形成和收缩,尚未启动氢的核心聚变反应。这些恒星位于大约1300光年外,位于猎户座的Lambda Orionis星形成分子环中。在一个系统中,找到环绕三颗恒星的气体和尘埃的行星形成盘是非常罕见的,而发现由三条不对齐轨道组成的盘则更加奇特。“以前对GW Orionis的研究显示,该系统的内环、中环和外环是不对齐的,每个环倾斜的角度各不相同,”佛罗里达大学的博士生Maria Galloway-Sprietsma在声明中表示。这条外环是所见的年轻恒星周围最大的环之一,其不对齐程度最为明显。之前曾认为一个不可见的气体巨型行星在中环和外环之间开辟了一个空隙,从而干扰了外环。然而,现在Galloway-Sprietsma和同事们发现了隐藏的真相:一根来自周围分子云的巨大气体流正在扰动外环,而两者之间的角动量或旋转能量的交换正在扭曲该环并使其倾斜。GW Orionis周围的盘由三条环组成,起始半径分别为41亿、174亿和316亿英里(67亿、280亿和510亿公里/44、187和340天文单位),距离这个紧密三重系统的中心。倾斜系统外环的气体流是通过新的ALMA观测发现的。这些气体流被认为是恒星生长的机制,为新生太阳输送质量。气体流主要由分子氢组成,但由于分子氢在无线电波长下不可见,ALMA转而寻找气体流中的一氧化碳分子。气体流的长度令人震惊,延伸至0.2光年(12600天文单位,19000亿公里或12000亿英里)。“当我们的团队对气体流的注入进行建模时,我们发现其撞击盘的角度与外环密切相关,”Galloway-Sprietsma说道。这张GW Orionis星系的叠加图像展示了来自ALMA射电望远镜(蓝色)的图像叠加在欧洲南方天文台(ESO)大望远镜的SPHERE仪器的视图上,后者显示了该系统内环的阴影。(图片来源:ESO/Exeter/Kraus等,ALMA(ESO/NAOJ/NRAO))据信,这条气体流已经在使外环倾斜方面完成了大部分工作。如今,其角动量或旋转速度小于盘的角动量。“过去它可能具有更大的角动量,因此使得盘变得不对齐,”Bae表示。这项关于气体流的发现可能不仅仅解决了GW Orionis盘倾斜之谜。在我们的太阳系中,所有行星都围绕着太阳在黄道平面内轨道运行,该平面与太阳的赤道和旋转方向一致。大多数系外行星以类似方式围绕其恒星运行,但天文学家也发现了一些行星围绕其恒星轨道呈高度倾斜,甚至反向,仿佛某种强大力量将它们的轨道倾斜。通过GW Orionis气体流的发现,天文学家或许发现了创造这些不规则行星的力量的本质。“如果这些气体流是常见的,那么我们就可以自然地解释为什么行星不一定最终会形成非常有序的系统,”Bae在另一份声明中表示。“它们可以有更随机的方向。”然而,团队意识到,这样的结论可能是基于发现仅有一个受这种影响的行星形成盘而做出的大跃进。因此,接下来的计划是寻找更多。“我们接下来需要的是对年轻恒星进行系统性调查,以看看有多少星体有气体流,多少没有,”Galloway-Sprietsma说道。“这将告诉我们它们在塑造行星系统方面的重要性。”这些发现于8月6日发表在《天文学杂志》上。Keith Cooper是一位自由科学记者和编辑,毕业于曼彻斯特大学物理与天体物理专业。他是《接触天堂的力量》(The Contact Para)的作者。
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