ALMA凭借严重错位的行星形成盘揭示了双星

这位画家的印象是，在双星系统HK Tauri中，一对惊人的未对准的行星状气体盘围绕着两个年轻的恒星。ALMA对该系统的观测提供了双星中原行星盘的最清晰图像。新的结果证明了一种解释为什么为什么这么多系外行星（不同于太阳系中的行星）具有奇怪，偏心或倾斜轨道的一种可能方法。

天文学家使用ALMA发现了在双星系统HK Tauri中两个年轻恒星周围严重错位的形成行星的气体盘。

使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）的天文学家在双星系统HK Tauri中发现了围绕未对准的行星形成的气体盘，它们围绕着两个年轻恒星。这些新的ALMA观测结果提供了有史以来最清晰的双星原行星盘图像。新的结果也有助于解释为什么这么多系外行星-不同于太阳系中的行星-为何具有奇怪的，偏心的或倾斜的轨道。结果显示在《自然》杂志上。

与我们的孤独太阳不同，大多数恒星形成双对形式-彼此围绕轨道运行的两颗恒星。双星很常见，但它们提出了许多问题，包括在如此复杂的环境中行星的形成方式和位置。

“ ALMA现在为我们提供了一个具有原行星盘的双星系统的最佳视图-我们发现这些盘是相互错位的！”美国宾夕法尼亚州斯沃斯莫尔学院的天文学家埃里克·詹森（Eric Jensen）说。

香港金牛座系统中的两颗恒星距金牛座（公牛）星座约450光年，距地球不到450光年，相隔约580亿公里，这是距离的13倍来自太阳的海王星。

较暗的恒星HK Tauri B被边缘星系的原行星盘所包围，该星盘阻挡了星光。由于抑制了恒星的眩光，因此天文学家可以通过在可见光或近红外波长处观察来轻松获得圆盘的良好视野。

伴星HK Tauri A也有一个圆盘，但在这种情况下，它不会遮挡星光。结果，在可见光下无法看到光盘，因为其微弱的辉光被恒星令人眼花sw乱的亮度所淹没。但是它确实可以在毫米波长的光线下明亮地发光，ALMA可以很容易地检测到它。

使用ALMA，团队不仅可以看到HK Tauri A周围的光盘，而且还可以首次测量光盘的旋转。这张清晰的图片使天文学家能够计算出两个圆盘彼此之间至少错开了60度。因此，至少与两个恒星的轨道不在同一个平面中，至少其中一个圆盘必须明显失准。

“这种明显的失准使我们对年轻的双星系统有了非凡的了解，”美国加州理工学院的NASA系外行星科学研究所的瑞秋·阿克森（Rachel Akeson）说。“尽管早先的观察表明存在这种类型的失调系统，但是AL Tama对HK Tauri的新观察更清楚地显示了其中一种系统的真实情况。”

该视频将我们从广阔的天空中带入形成金牛座云层的恒星。最终的序列展示了艺术家对HK Tauri的印象，HK Tauri是年轻的双星，其每个组成恒星周围都有一个原行星盘。ALMA对该系统的观测提供了双星中原行星盘的最清晰图像。新的结果证明了一种解释为什么为什么这么多系外行星（不同于太阳系中的行星）具有奇怪，偏心或倾斜轨道的一种可能方法。

恒星和行星是由巨大的尘埃和气体云形成的。当这些云层中的物质在重力作用下收缩时，它开始旋转，直到大部分尘埃和气体落入一个扁平的原行星盘中，该圆盘绕着不断成长的中央原恒星旋转。

但是在像HK Tauri这样的二进制系统中，事情要复杂得多。当恒星和原行星盘的轨道大致不在同一平面上时，可能正在形成的任何行星都可能最终以高度偏心和倾斜的轨道出现[1]。

詹森指出：“我们的结果表明存在修改行星轨道的必要条件，并且这些条件存在于行星形成时，这显然是由于双星系统的形成过程所致。”“我们不能排除其他理论，但是我们当然可以排除第二颗星会胜任这一工作。”

由于ALMA可以看到原行星盘原本看不见的尘土和气体，因此它可以为这个年轻的双星系统提供前所未有的见解。“由于我们在原行星盘仍在形成的早期阶段就看到了这一点，因此我们可以更好地了解事物的方位，” Akeson解释说。

展望未来，研究人员希望确定这种类型的系统是否典型。他们注意到这是一个罕见的个体案例，但是需要额外的调查来确定这种排列是否在我们的家庭银河系银河系中很普遍。

詹森总结说：“尽管了解这种机制是一大进步，但它无法解释太阳系外行星的所有怪异轨道-仅有足够多的二元同伴无法完全解决这个问题。因此，这也是一个有待解决的有趣难题！”

这张宽视场图像显示了金牛座恒星形成区域一部分的大量尘埃和小块恒星形成。此图片中心的一颗暗星是年轻的双星系统HK Tauri。ALMA对该系统的观测提供了双星中原行星盘的最清晰图像。新的结果证明了一种解释为什么为什么这么多系外行星（不同于太阳系中的行星）具有奇怪，偏心或倾斜轨道的一种可能方法。这张照片是根据《数字天空调查2》中的图像制作的。

笔记

[1]如果两颗恒星及其圆盘不在同一平面上，那么一颗恒星的引力将干扰另一颗圆盘，使其摇摆或进动，反之亦然。在其中一个圆盘中形成的行星也将受到另一颗恒星的干扰，另一颗恒星将倾斜并使其轨道变形。

出版物：埃里克·詹森（Eric L. N. Jensen）和瑞秋·阿克森（Rachel Akeson），“年轻的双星系统中的原行星盘未对准”，《自然》 511，567–569，2014年； doi：10.1038 / nature13521

研究报告的PDF副本：年轻的双星系统中原行星盘未对准

图片：R.赫特（NASA / JPL-Caltech / IPAC）； ESO /数字化天空调查2。致谢：戴维德·马丁（Davide De Martin）