克莱尔·布洛姆,美国国家航空航天局 仍在形成的太阳系,被称为行星形成盘,有各种各样的形状和大小——有些显示,像正在形成的行星这样的物体在围绕中心恒星运行时可能正在清理路径
由德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的托马斯·亨宁领导的研究小组将使用美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜对50多个目标进行勘测,包括TW Hydrae(左)、HD 135344B(中)和2MASS J16281370(右)
天文台在红外光和高分辨率数据方面的能力将允许他们非常精确地模拟哪些元素和分子存在,增加我们对这些行星形成盘的组成的理解
信用:美国国家航空航天局,欧洲航天局,欧洲南方共同市场,科学技术和空间科学委员会
安德鲁斯(哈佛-史密森尼CfA),B
萨克斯顿(NRAO/AUI/美国国家科学基金会)、阿尔玛(欧洲南方航空公司/北美自由航空公司/NRAO)、T
Stolker等人
我们生活在一个成熟的太阳系中——已经形成了八颗行星和几颗矮行星(比如冥王星),后者位于被称为柯伊伯带的充满岩石和碎片的区域内
如果我们能让时间倒流,我们会在太阳系形成时看到什么?虽然我们不能直接回答这个问题,但研究人员可以研究其他正在活跃形成的系统——以及围绕着仍在形成的恒星的气体和灰尘的混合物——来了解这个过程
由Dr
德国海德堡马克斯·普朗克天文学研究所的托马斯·亨宁将利用美国国家航空航天局即将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜,对50多个处于不同生长阶段的行星形成圆盘进行调查,以确定存在哪些痣,并理想地指出相似之处,从而帮助我们了解太阳系是如何组装的
他们与韦伯的研究将特别关注相对邻近的内部圆盘,形成系统
虽然关于这些区域的信息已经由以前的望远镜获得,但是没有一个能与韦伯的灵敏度相比,这意味着更多的细节将会第一次涌入
此外,韦伯的天基位置大约有一百万英里(1
距离地球500万公里)将使它能一览无余地看到它的目标
荷兰格罗宁根大学卡皮特恩天文研究所的因加·坎普说:“韦伯将提供我们无法通过其他方式获得的独特数据。”
“它的观测将提供这些太阳系内盘的分子清单
" 这个研究项目将主要收集光谱形式的数据
光谱就像彩虹——它们将光扩散到其组成波长,以揭示关于气体和灰尘的温度、速度和成分的高分辨率信息
这些令人难以置信的丰富信息将使研究人员能够构建更详细的模型,来描述内部圆盘中存在的东西——以及在哪里
“如果你把一个模型应用到这些光谱中,你可以找到分子的位置和它们的温度,”亨宁解释说
这些观察将非常有价值,有助于研究人员查明这些行星形成盘(也称为原行星盘)之间的异同
“我们能从光谱学中学到什么我们不能从成像学到的东西?一切!”荷兰莱顿大学的尤因·范·迪舒克惊呼道
“一个光谱抵得上一千幅图像
" 这张信息图是行星形成的简化艺术表现,遵循烘焙食谱的格式
信用:L
Hustak (STScI) 新数据的“山” 研究人员长期以来一直在从无线电到近红外的各种波长的光中研究原行星盘
该小组现有的一些数据来自智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列,该阵列收集无线电光
阿尔玛擅长构建外盘的图像
如果你将他们的外圆盘的跨度与我们太阳系的大小相比较,这个区域已经超过了土星的轨道
韦伯的数据将通过帮助研究人员对内部圆盘进行建模来完善这幅图片
关于这些内部圆盘的一些数据已经存在——美国宇航局退休的斯皮策太空望远镜充当了探路者——但是韦伯的灵敏度和分辨率是识别每个分子的精确数量以及气体的元素组成和它的数据所需要的,这些数据被称为光谱
“过去光谱中非常模糊的峰值将由数百条(如果不是数千条)详细的谱线组成,”范·迪肖克说
韦伯在中红外光方面的专长尤为重要
它将使研究人员能够识别水、二氧化碳、甲烷和氨等分子的“指纹”——这是任何其他现有仪器都无法识别的
天文台还将确定星光如何影响圆盘的化学和物理结构
原行星盘是复杂的系统
当它们形成时,它们的气体和尘埃混合物分布在整个系统的环中
它们的材料从外盘移动到内盘——但是如何移动呢?“圆盘的内部是一个非常活跃的地方,”爱尔兰都柏林高级研究所的汤姆·雷解释道
“它不仅是类地行星形成的地方,也是恒星发射超音速射流的地方
" 太阳系需要数百万年才能形成
它们最初是围绕中心恒星运行的气体和尘埃团,中心恒星本身也可能正在形成
重力和其他力导致圆盘内的物质碰撞
如果碰撞足够温和,材料就会融合,像滚雪球一样生长
随着时间的推移,灰尘颗粒结合形成鹅卵石,这些鹅卵石演变成英里大小的岩石
当这些正在形成的行星围绕它们的恒星运行时,它们清除了路径上的物质,留下了大部分空白空间的轨迹
同时,恒星吞噬附近的气体,并将更远的物质推向更远的地方
观看视频,了解这一过程
信用:NASA的戈达德太空飞行中心;美国航天局/JPL-加州理工学院 恒星发出的喷流导致内外圆盘中的元素混合,既发出粒子,又允许其他粒子向内移动
“我们认为,当物质离开时,它会失去自旋或角动量,这就允许其他物质向内移动,”雷继续说道
“这些物质的交换显然会影响内盘的化学性质,我们很兴奋能和韦伯一起探索
" 激动人心的见解等待着你 PDS 70在370光年之外
它的内环也有一个很大的缺口,加上数据显示两个正在形成的行星,被称为原行星,正在聚集物质
坎普解释说:“韦伯的中红外测量将帮助我们完善我们对它们的了解,以及它们周围的物质。”
名单上有几十个目标,团队成员很难去喜欢
“我全都喜欢,”亨宁说
“我想回答的一个问题是关于行星形成圆盘的组成和行星本身之间的联系
有了韦伯,我们将观察到更多关于潜在行星可以吸积哪些类型物质的细节
" 在提炼数据之后,他的团队将把离散的数据点应用到模型中
“这将使我们能够对这些系统进行图形重建,”他继续说道
这些模型将与天文学界共享,使其他科学家能够检查数据,并做出自己的预测或收集新的发现
这些研究将通过保证时间观测计划进行
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