ALMA看到行星正在形成的碎片環

要在別的恆星周圍找到行星,真是相當困難,因為很多那些行星實在都太小了。但如果是要找「行星系統」的話,還有其他方式能透露其存在。譬如在離地球不遠的「北落師門」恆星附近,ALMA就拍到了一圈碎冰。為什麼那邊會有個碎冰環存在呢?唯一的解釋就是,在北落師門那邊有一個「行星系統」。

行星誕生在新生恆星周圍形狀扁平的氣體塵埃盤裡面。大岩石類的物質藉由聚集在一起而成為像地球這樣的行星,而大冰塊最後就會形成像木星那樣的巨行星。但並不是每一塊岩石或冰最後都成為行星,也因此,我們太陽系裡就有兩條碎片帶,第一條碎片帶位於火星和木星的軌道間,由小岩石小行星組成。第二條碎片帶位於海王星軌道外,包含許多冰天體。

在北落師門附近發現的環,和前述這個冰天體碎片形成的環就非常像。這些環常比行星大得多,所以,在地球上要是藉由望遠鏡幫忙,就可以找到這些碎冰環──那比找到行星容易得多。早在2012年,ALMA還沒完全蓋好時,ALMA已經幫忙拍到這個環的一小部分。現在,一共有66座天線的ALMA交出了一張完整的環的圖像,這也是在毫米波段取得的第一張。

同時,ALMA還在環的所在位置,觀測到一氧化碳氣體。這些氣體一定是彗星碰撞釋放的。觀測結果顯示出:在北落師門周圍的彗星和太陽系中的彗星非常像。北落師門周圍的碎片環很窄,邊緣很薄,而且不是正圓形。圖左下的一側比對面側離恆星近。* 這些情況只有一個可能的解釋,環一定是靠行星重力「雕塑」出來的。

哈柏太空望遠鏡可能幾年前已看到了這些行星的其中之一。未來,天文學家希望確認這個探測結果,並在北落師門恆星系統裡找到更多的行星。

*在ALMA圖像中,環看起來像拉很長的橢圓。原因是我們觀測環的角度不是正面,而是有點仰角。不過就算我們能看到環的正面,它看起來仍然是偏心,意思是環的某一側較對面側更接近恆星


發現了什麼?

北落師門是南魚座最亮的恆星。由於距離地球只有25光年,很容易以肉眼能看到。這個恆星的質量是太陽兩倍,相當年輕:只有4.4億歲(太陽的年紀是它十倍!)。ALMA拍到的碎片環圖像距離恆星大約有200億公里,那差不多是太陽和海王星距離的4.5倍。北落師門碎冰環寬約20億公里。

誰發現的?
過去幾年中,美國加州大學柏克萊分校的天文學家Paul Kalas一直在對北落師門這個恆星系統廣泛地研究。ALMA望遠鏡和北落師門相關觀測的團隊也由Paul Kalas總主持。這些研究北落師門的團隊交出兩篇科學論文來發表觀測成果。兩份論文都刊登在【天文物理學期刊】。第一篇論文的第一作者是Meredith MacGregor,是位來自美國麻州劍橋市哈佛史密松天文物理中心的天文學家。第二篇論文的主要作者是英國劍橋大學的Luca Matrà。

前往 ALMA 網站查詢