加州大学伯克利分校 该图显示了双子座行星成像仪系外行星调查(GPIES)捕获的年轻恒星周围的尘埃环
这些环显示出不同的形状和大小，由于它们在天空的投影不同而变得更加极端
信用:加州大学伯克利分校托马斯埃斯波西托的形象 天文学家本月公布了年轻恒星周围碎片盘的最大一批清晰、详细的图像，展示了恒星系统在形成行星的最初几年中各种各样的形状和大小
令人惊讶的是，几乎所有的都显示了行星的证据
这些图像是由安装在智利8米双子座南望远镜上的精密仪器“双子座行星成像仪”在4年时间里获得的
GPI使用最先进的自适应光学系统来消除大气模糊，提供迄今为止许多这种光盘最清晰的图像
地面仪器，如正在升级的GPI，可以从夏威夷的双子座北望远镜在北部天空进行类似的观察，可以作为一种方法来筛选有可疑碎片盘的恒星，以确定哪些值得用更强大但更昂贵的望远镜来寻找行星，特别是可居住的行星。
几个20米、30米和40米的望远镜，如巨型麦哲伦望远镜和超大望远镜，将在未来几十年内上线，而轨道上的詹姆斯·韦伯太空望远镜预计将于2021年发射
加州大学伯克利分校的博士后汤姆·埃斯波西托说:“探测充满尘埃的圆盘通常比探测行星更容易，所以你先探测尘埃，然后你知道把你的詹姆斯·韦伯太空望远镜或南希·格雷斯·罗马太空望远镜对准那些系统，这样就减少了你必须首先筛选才能找到这些行星的恒星数量。”
埃斯波西托是6月15日发表在《天文学杂志》上的一篇论文的第一作者
围绕其他恒星的彗星带 图像中的碎片圆盘相当于我们太阳系中的柯伊伯带，这是一个寒冷的区域，距离太阳大约是地球的40倍——在海王星轨道之外——充满了岩石、灰尘和冰，它们从未成为我们太阳系中任何一颗行星的一部分
带中的彗星——冰和岩石的球——周期性地扫过太阳系内部，偶尔会对地球造成严重破坏，但也会带来水、碳和氧等与生命相关的物质
双子座行星成像仪(GPI)获得的26张碎片盘图像中，25张在中心恒星周围有“洞”，可能是由行星清扫岩石和灰尘造成的
26个中有7个以前未知；其他19个的早期图像不如来自GPI的图像清晰，并且常常没有分辨率来探测内部的洞
这次调查使以如此高的分辨率成像的碎片盘的数量增加了一倍
“我们发现的一件事是，这些所谓的圆盘实际上是有内部间隙的环，”埃斯波西托说，他也是加州山景城SETI研究所的研究员
“全球定位系统对恒星附近的内部区域有清晰的观察，而在过去，由哈勃太空望远镜和旧的地面仪器进行的观察不能看到离恒星足够近的地方，以至于看不到它周围的洞
" GPI结合了一个日冕物质抛射仪，它可以阻挡来自恒星的光，使它可以看到离恒星一个天文单位的距离，或者地球离太阳的距离:9300万英里
GPI瞄准了104颗在红外光下异常明亮的恒星，表明它们被反射恒星光或被恒星加热的碎片包围着。
该仪器记录了由大约千分之一毫米(1微米)大小的小尘埃颗粒散射的近红外光，这可能是碎片盘中较大岩石碰撞的结果
来自双子座行星成像仪调查的26个星周圆盘中的6个，突出了这些圆盘的形状和大小的多样性，并展示了恒星系统形成时期的外围
荣誉:图片由加州大学伯克利分校国际双子座天文台、NOIRLab、NSF、AURA和Tom Esposito提供
阿拉斯加安克雷奇大学的特拉维斯·里托、迈赫迪·扎马尼和大卫·德·马丁的图像处理
埃斯波西托说:“用同样的仪器，使用同样的观察模式和方法，还没有对这么大的年轻碎片盘进行过系统的调查。”
“我们以非常一致的数据质量探测到了这26个碎片盘，在那里我们可以真正比较观测结果，这在碎片盘调查方面是独一无二的
" 以前从未以这种方式成像的七个碎片盘是围绕一起穿过银河系的恒星的13个盘中的一个，它们是天蝎座-半人马星座恒星协会的成员，该协会位于距离地球100到140秒之间，或大约400光年
“它就像完美的钓鱼地点；该论文的第二作者、加州大学伯克利分校兼职天文学教授保罗·卡拉斯说
埃斯波西托补充说，因为所有七颗行星都围绕着大致同时诞生在同一地区的恒星，“这个团体本身就是一个微型实验室，我们可以在这里比较和对比在一系列条件下同时发展的许多行星托儿所的架构，这是我们以前真的没有的。”
在观察到的104颗恒星中，有75颗没有GPI能够探测到的大小或密度的圆盘，尽管它们很可能被行星形成留下的碎片所包围
观察到另外三颗恒星拥有属于早期“原行星”演化阶段的圆盘
我们的太阳系在婴儿期是什么样子的？ 碎片盘的范围差别很大，但大多数在20至100个天文单位之间
这些恒星的年龄从几千万年到几亿年不等，这是行星演化的一个非常活跃的时期
大多数比太阳更大更亮
在碎片盘中心没有洞的一颗恒星HD 156623是该组中最年轻的恒星之一，这符合行星如何形成的理论
最初，原行星盘应该是相对均匀的，但是随着系统的老化，行星形成并扫过盘的内部
埃斯波西托说:“当我们观察年轻的星周圆盘时，就像处于早期进化阶段的原行星圆盘一样，当行星形成时，或者在行星开始形成之前，我们在旧的碎片圆盘中发现这些洞的地方有大量的气体和灰尘。”
“随着时间的推移，有些东西已经移除了这些物质，其中一种方法就是利用行星
" 因为碎片圆盘发出的偏振光理论上可以告诉天文学家尘埃的成分，埃斯波西托希望改进模型来预测成分——特别是探测水，水被认为是生命的条件
卡拉斯说，像这样的研究可能有助于回答一个关于我们太阳系的挥之不去的问题
“如果你把我们太阳系的时钟拨回4
50亿年前，我们是哪一个圆盘？我们是一个狭窄的环，还是一个模糊的斑点？”他说
“如果能知道我们当时的样子，了解我们自己的起源，那就太好了
这是一个没有答案的大问题
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
