哈勃望远镜用三个不平衡的行星形成盘观察奇怪的恒星系统

行星由聚集在主恒星周围的大量尘埃和气体形成。数十亿年前,我们的太阳系看起来像是一个来自太阳的明亮光点,周围环绕着一个物质盘,最终聚集成行星。要了解我们的太阳系是如何形成的,看看目前正在经历这个过程的其他系统是有帮助的——比如 TW Hydrae,一个位于 200 光年外并面向我们的系统,使其成为完美的地方观察行星形成。

但是 TW Hydrae 系统有些奇怪。 2017 年,天文学家首次注意到恒星周围的尘埃和气体盘上出现了一个奇怪的阴影。虽然此类阴影通常来自圆盘内形成的行星,但在这种情况下,阴影的形状和运动表明它实际上来自位于第一个圆盘内并以不同角度倾斜的第二个圆盘。现在,天文学家认为他们已经发现了第三个圆盘的证据,所有三个圆盘堆叠在一起并形成了复杂的阴影图案。

这幅插图基于哈勃太空望远镜拍摄的环绕年轻恒星 TW Hydrae 的气体和尘埃盘图像。我们有一个斜视图,可以看到三个同心的尘埃和气体环。中央是中央恒星明亮的白光。带红色的环相互倾斜,因此在最外层的环上投射出深色阴影。
这幅插图基于 NASA/ESA 哈勃太空望远镜拍摄的环绕年轻恒星 TW Hydrae 的气体和尘埃盘图像。哈勃照片显示阴影扫过环绕系统的圆盘。解释是这些阴影来自稍微倾斜的内盘,阻挡星光到达外盘,因此投下阴影。由于看不见的行星的引力扭曲了圆盘结构,圆盘彼此略微倾斜。美国宇航局。 ESA,L. Hustak (STScI)

研究人员利用哈勃太空望远镜在 2021 年收集的数据对该系统进行了观察,发现阴影与他们基于一个磁盘在第二个磁盘上投下阴影的理论所预期的不同。

“我们发现影子做了一些完全不同的事情,”太空望远镜科学研究所的首席研究员约翰德贝斯在一份声明中说。 “当我第一次查看数据时,我认为观察结果出了问题,因为这不是我所期望的。一开始我很困惑,我所有的合作者都说:这是怎么回事?我们真的不得不挠头,我们花了一段时间才真正想出一个解释。”

他们发现,对这些观察结果最可能的解释是在第三个更大的圆盘中有两个错位的圆盘。对于行星系统来说,这是一个非常奇怪的设置。 “我们以前从未在原行星盘上真正看到过这种情况,”德比斯说。 “这使得系统比我们原先想象的要复杂得多。”

可能每个圆盘内已经形成了行星,这就是造成阴影的原因。要了解更多信息,一种可能性是使用詹姆斯·韦伯太空望远镜强大的红外视觉来更详细地观察阴影。

该研究发表在《天体物理学杂志》上。


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