革命性的ALMA望远镜捕获的搅拌行星工厂

围绕年轻恒星RU Lup的行星形成盘的ALMA图像。插图（左下图，红色磁盘）显示了先前（DSHARP）对尘埃盘的观测，该尘埃盘具有环和间隙，暗示存在正在形成的行星。新的观测结果显示，一个大型的螺旋形结构（蓝色）由气体制成，其范围远远超过紧凑的尘埃盘。

形成行星的环境可能比以前预期的更加复杂和混乱。这是由阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）制成的RU Lup恒星的新影像所证明的。

所有行星，包括我们太阳系中的行星，都诞生在恒星周围的气体和尘埃盘中，即所谓的原行星盘。感谢ALMA，我们获得了许多这些行星工厂的惊人高分辨率图像，其中显示了带有多个环和间隙的尘土飞盘，暗示着正在出现的行星。其中最著名的例子是HL Tau和TW Hydrae。

但是，磁盘不一定像这些最初的尘埃观测所表明的那样整齐地排列。卢普斯星座中一颗年轻的可变恒星RU Lup的ALMA影像，显示出巨大的一组由气体制成的螺旋臂，其延伸范围远超过其更广为人知的尘埃盘。这种类似于“迷你银河系”的螺旋结构从恒星延伸至近1000个天文单位（au），远比延伸至约60 au的紧凑尘埃盘更远。

围绕年轻恒星RU Lup的行星形成盘的ALMA图像，显示了由气体制成的巨型螺旋臂组。该结构从恒星延伸至近1000个天文单位。

高角度分辨率项目（DSHARP）的磁盘子结构的一部分，先前对ALup RU Lup的观测已经揭示出行星正在形成的迹象，这是由其原行星盘上的尘埃间隙所暗示的。“但是我们还注意到一些微弱的一氧化碳（CO）气体结构延伸到磁盘之外。这就是为什么我们决定再次观察恒星周围的圆盘，这次的焦点是气体而不是尘埃，”哈佛天文物理学中心（CfA）的珍妮·黄（Jane Huang）说，他是8月3日发表在论文上的主要作者，2020年，《天体物理学杂志》。

原行星盘所含气体比尘埃多得多。虽然需要粉尘来积累行星的核心，但气体会形成它们的大气层。

近年来，对尘埃结构的高分辨率观测彻底改变了我们对行星形成的理解。但是，这种新的气体图像表明，当前行星形成的视图仍然过于简单，与以前从同心圆环圆盘的著名图像中推断出的图像相比，它可能更加混乱。

“经过更长的观察，我们观察到了气体中的这种螺旋结构，这一事实表明，我们很可能没有看到行星形成环境的全部持久性和复杂性。Huang补充说，我们可能已经错过了其他磁盘中的许多气体结构。

鲁卢普（RU Lup）是年轻的多变星。它位于狼群（狼），南部天空中的一个星座。用肉眼看不见星星。

Huang和她的团队提出了几种情况，这些情况可能可以解释为什么螺旋臂出现在RU Lup周围。磁盘可能由于自身引力而塌陷，因为它是如此之大。也许卢普鲁（RU Lup）正在与另一颗恒星互动。另一个可能性是磁盘正在与其环境相互作用，从而沿螺旋臂吸收星际物质。

CfA的团队成员Sean Andrews说：“这些情况都不能完全解释我们观察到的情况。”“在行星形成过程中可能存在未知的过程，我们尚未在模型中加以说明。如果我们在那里找到其他看起来像RU Lup的磁盘，我们只会知道它们是什么。”

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参考：Jane Huang，Sean M. Andrews，Karin I.Öberg，Megan Ansdell，Myriam Benisty，John M. Carpenter，Andrea Isella，Laura M.撰写的“与T Tauri恒星RU Lup相关的大型CO螺旋臂和复杂的运动学”佩雷斯（Pérez），卢卡·里奇（Luca Ricci），乔纳森·威廉姆斯（Jonathan P.Williams），戴维·威尔纳（David J.Wilner）和朱兆焕，2020年8月3日，《天体物理学杂志》。
10.3847 / 1538-4357 / aba1e1

该团队由简·黄，肖恩·M·安德鲁斯，卡琳·奥伯格和大卫·J·威尔纳（天体物理学中心/哈佛大学和史密森尼中心），梅根·安斯德尔（美国国家航空航天局总部），米里亚姆·贝尼斯蒂（法国智利大学/法国IPAG）组成，约翰·M·卡彭特（智利联合阿尔玛天文台），安德里亚·伊塞拉（莱斯大学），劳拉·佩雷斯（智利大学），卢卡·里奇（加利福尼亚州立大学北岭分校），乔纳森·威廉姆斯（夏威夷大学）和兆焕朱（内华达大学）。

国家射电天文台是美国国家自然科学基金会的机构，由美国联合大学（Associated University，Inc.）共同合作经营。

ALMA是一种革命性设计的单筒望远镜，最初由66个高精度天线组成，工作在0.32至3.6 mm的波长下。它的主要12米阵列有50根天线，每根天线的直径为12米，它们共同充当一个望远镜–干涉仪。额外的紧凑阵列由四个12米和十二个7米天线组成，对此进行了补充。66条ALMA天线可以以不同的配置进行布置，天线之间的最大距离可以在150米到16公里之间变化，这使ALMA拥有了强大的可变“缩放”功能。它能够以前所未有的灵敏度和分辨率探测毫米和亚毫米波长的宇宙，其视力比哈勃太空望远镜锐利十倍，并且可以补充使用VLT干涉仪拍摄的图像。