恆星周圍氣盤中的間隙可能並不總是標誌著新生行星

嬰兒行星的相簿可能比天文學家想像的還要空。

新的研究引發了關於年輕恆星周圍行星形成盤中的間隙標記實時形成行星的空間這一理論的爭論。 事實證明，根據模擬，在這些間隙中長大的行星與在更成熟的恆星周圍觀察到的成熟行星並不相似。

那麼，也許這些破碎的圓盤根本不顯示行星的形成？ 或至少不是當前望遠鏡可以看到的最常見的行星類型。

我們大膽提出的問題是，環中的這些間隙是否真的是由行星造成的，還是由其他事物造成的？ 烏幹達姆巴拉拉科技大學的天文物理學家納爾遜恩杜古說。 “現在，選邊站還為時過早。”

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研究人員最初將這種間隙歸因於新生行星在生長過程中吸收了盤狀氣體。 類似的過程被認為有塑造了光環和衛星土星周圍（SN：2017 年 9 月 2 日，第 17 頁 16）。 然後在 2018 年，天文學家報告了一顆名為PDS 70b，第一顆被發現在這樣的圓盤間隙中生長的嬰兒行星（SN：2018 年 8 月 4 日，第 14 頁 5）。 後來的觀測發現了第二顆行星繞著同一顆恆星運行。

問題是，圍繞 PDS 70 運行的行星仍然是唯一的例子。 這個理論也不太適合 HL Tau：這顆恆星只有 100 萬歲，太年輕，不足以形成行星系統。

“這真的沒有意義，？” 加拿大維多利亞赫茲伯格天文物理研究所的天文物理學家 Nienke van der Marel 說。 二月份，她和她的同事在《天體物理學雜誌A其他 16 個原行星盤的勘測，年齡從不到五十萬年到超過一千萬年不等。 所有的圓盤都破碎成間隙和環，而不是光滑的氣體區域。

“如果它是由行星引起的，那很難解釋，” 她說。 如果所有這些間隙都標誌著行星形成的點，那就意味著「行星的形成速度一定非常快」。

中間步驟不匹配

即使行星對觀察到的所有間隙負有責任，事情仍然不合理Ndugu 和同事在6 月27 日發表在arXiv.org 上的一篇論文中提出了這一觀點。的觀測結果進行了比較。2018 年名為 DSHARP 的調查。

？ 我們將此[調查]作為我們編隊模擬的中間步驟，以了解實際發生的情況，？ 德國海德堡馬克斯普朗克天文學研究所的天文物理學家伯特倫比奇說。 然後，研究小組讓模擬運行，直到圓盤消失，要么合併成行星，要么被恆星的輻射吹走。

模擬的兩個步驟都產生了與在星系中觀察到的結果不同的結果。 首先，模擬表明，圓盤的外圍需要大約 2,000 倍地球質量的卵石才能生長出能夠打開觀測到的間隙的行星。 但大多數恆星的圓盤中沒有那麼多物質？ 外層區域。

假設 DSHARP 盤中的間隙是由行星造成的，模擬顯示這些行星將成長為氣態巨行星，其軌道距離其恆星至少與天王星距離太陽的距離一樣遠。 這樣的行星應該夠明亮，可以用望遠鏡看到。 但在迄今發現的 4000 多顆成熟系外行星中，只有少數是如此遙遠的氣態巨行星。

“我們預測可以觀測到一定數量的行星，但我們沒有看到它們，” 比特奇說。 研究小組得出結論，關於氣盤間隙如何形成的理論中缺少一些東西。

其他選項

當然，迄今為止研究的圓盤可能是該規則的例外。 馬薩諸塞州劍橋市哈佛-史密森天文物理中心的調查小組成員Jane Huang 表示，DSHARP 圖像集中在最大、最亮的圓盤上，因為它們最容易被發現。與整個系外行星族群進行比較呢？ 她說。

天文學家也正在尋找在圓盤中製造間隙的其他方法。 “也許圓盤中正在發生一些不需要行星的奇異物理現象，” 范德馬雷爾說。 她二月發表的論文排除了一種理論：間隙代表「雪線」？ 在恆星周圍，各種化學元素從氣體凝結成固體。 但仍有涉及磁場、漂流或引力怪異的選擇。

然而，這些更奇特的可能性並不能解釋每一個磁碟。 甚至不清楚這些過程是否總是發生在磁碟中。 因此，儘管行星建造理論存在種種缺陷，但它可能仍然是最好的選擇。

？ 黃說：“我們知道行星存在嗎？”