科学家首次见证婴儿行星的发育

人们认为银河系中充满了行星，大约有 1000 亿颗。开普勒望远镜已经发现了近 1,900 颗这样的行星，但我们还没有发现一颗仍在发育中的行星。

直到现在，情况才有所改变。正如《自然》杂志今日发表的一篇论文所解释的那样，由亚利桑那大学天文学家领导的研究小组首次直接拍摄了一颗新生行星周围尘埃云的图像。

天文之谜

行星的诞生是一个神秘的过程。科学家知道它们是由环绕新生恒星并为之提供养分的气体和尘埃盘形成的。普林斯顿大学天体物理学家朱兆焕在论文评论中写道：“但人们对微小尘埃颗粒如何能增长 14 个数量级并成为巨行星知之甚少。”

开普勒望远镜通过观察恒星群并等待其光线变暗来发现系外行星——光线变暗表明有一颗行星正在恒星和地球之间经过。问题是，行星围绕非常年轻的恒星形成，而年轻恒星不稳定。它们的光亮度会波动，这使得很难注意到经过的系外行星的阴影。

凯克望远镜于 2011 年发现了 LkCa 15b 这个天体，从一开始，科学家就怀疑它是一颗幼行星（称为原行星）。该天体在其恒星的气体和尘埃盘中切出一大片空隙，形成的空隙大约是地球与太阳之间距离的 100 倍。

新研究提供了迄今为止最明确的证据，证明 LkCa 15b 确实是一颗原行星，而且它可能伴有两颗姊妹行星。

正在发育的系外行星会发出特征信号。就像新生恒星一样，新生行星周围会形成气体和尘埃盘。如果行星还具有强大的磁场，它可以吸收尘埃盘中的物质，使其温度高达 17,500 华氏度。热量使氢发出一种特定波长的光，称为 H-alpha。

这项研究的科学家是首次直接对来自吸积物质的 H-alpha 光子进行成像。为此，他们使用了亚利桑那州的大型双筒望远镜，并结合了一个只允许 H-alpha 光子到达望远镜的滤光片。

吸积物质还发出了红外特征，科学家表示，这支持了以下假设：LkCa 15b 确实是一颗仍处于成长期的行星。

现在科学家可以直接研究正在发育的行星，希望能够揭示行星的诞生时间、地点和方式。

朱指出，这些发现已经对现有的行星形成理论提出了挑战：

亚利桑那研究小组的乔希·艾斯纳表示，他们期待更多地了解正在形成的行星，包括其大气的化学性质。

“我们还预计将有更多像这样的系统，我们希望找到它们。”