行星苗圃比我们想象的更加多样化和美丽

在位于智利阿塔卡马沙漠的欧洲南方天文台 (ESO) 站点，一架独特的望远镜让天文学家能够对年轻恒星周围形成的“尘埃盘”进行前所未有的观测。他们的知识可以让我们深入了解我们自己的太阳系在 40 多亿年前是如何形成的。

这些行星盘仅存在几百万年——对于拥有 137 亿年历史的宇宙来说，这根本不算什么，但对于人类来说，这却是不可能长久的。但就在十年前，我们可能错过了其中的大部分。天文学家 Henning Avenhaus 说，当时“这八个行星盘中的任何一个都值得写一篇论文。”在欧洲南方天文台，如果你能抽出时间使用光谱偏振高对比度系外行星研究仪器（又名 SPHERE），就可以看到很多行星盘。这种尖端仪器能够直接拍摄围绕太阳以外的近距离恒星的系外行星的图像，每年仅向研究人员开放两次。它主要用于观察现有的系外行星，而不是观察尘埃盘，尘埃盘仍然是一个鲜为人知的现象。SPHERE 能够削减恒星发出的光线，因此可以使用偏振滤光片和自适应成像技术看到系外行星及其周围的尘埃盘。它是欧洲南方天文台甚大望远镜的一部分。它于 2014 年安装，但直到 2017 年才拍摄到第一颗已确认的行星。阿文豪斯参观时说：“我来到望远镜前，原本以为最多能看到三个圆盘。”他的团队总共观察到了八颗圆盘，它们围绕着金牛座 T 型恒星，这是最年轻的可见恒星类型，年龄不到 1000 万年。这些金牛座 T 型恒星距离地球 2.3 亿至 5 亿光年。

该天文台“非常偏远且独特，看起来有点像火星”，他说道。阿文豪斯是这项研究的首席作者，这项研究对他观察到的八颗恒星进行了分析。这篇论文将发表在即将出版的《天体物理学杂志》上，讨论了观察圆盘的方法以及一些潜在的研究方向。理论上，这些圆盘最终会以某种方式合并成行星。这是研究圆盘的大型项目 DARTTS-S（围绕金牛座 T 型恒星的球体圆盘）的第一篇出版物。随着时间的推移，DARTTS-S 的研究人员希望能了解更多。

环绕恒星的圆盘主要不是尘埃，而是气体。每个圆盘中只有大约百分之一是固体，但这些尘埃是使用 SPHERE 可以看到的东西，就像打开灯泡时周围的尘埃颗粒一样。阿文豪斯表示，以前也观测过这些圆盘，但“这次观测的新颖之处在于我们拥有更大的样本。”样本中包含的图像显示了小圆盘、大圆盘、分散的圆盘，甚至还有汉堡包或溜溜球形状的圆盘：两个明亮的环和一个黑暗的核心。令他感到惊讶的一件事是它们的大小以及大小的变化。这些圆盘的直径在 100 到 400 个天文单位（地球和太阳之间的距离）之间——比我们的整个太阳系还要大。

随着时间的推移，DARTTSS 的研究人员将在这个图库中再添加 21 颗恒星。“一旦我们获得更多数据，我们就有望了解所有圆盘是否都经历了相同的过程，”Avenhaus 说道。目前尚不清楚圆盘形状的动物园是否更像是一张全家福，里面都是不同年龄段的人（也就是说，每种不同的圆盘形状是否代表任何小型金牛座 T 型恒星生命周期中的一个常规点，或者圆盘的形成方式是否不同）。通过进一步的观察和研究，研究人员希望开始研究具有统计意义的恒星数量，并得到答案，因为他们无法等待数百万年才能观察任何一个圆盘的进展。

研究围绕着小金牛座 T 型恒星的圆盘（如本文中的恒星）也为了解我们自己太阳系的过去提供了潜在的机会。“我们无法看到 40 亿年前太阳系的样子，”他说。研究这类事物的人有两种主要方法来了解它当时的样子：要么他们可以运行模拟，要么他们可以观察仍在形成的其他太阳系。因为不幸的是，时间旅行是不可能的。