仔细观察另一颗恒星的小行星带发现它并不完全是看起来的那样

仔细观察一颗距离我们仅 25 光年的有趣恒星，我们发现其碎片结构比早期观测所暗示的要复杂得多。

天文学家利用詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了这颗名为北落师门的恒星——第一批恒星之一的所在地在太阳系外发现的带——实际上是由一系列嵌套的三个同心带绕轨道运行，延伸到 150 个天文单位的距离。

年轻恒星周围的这些碎片场可以帮助天文学家将行星形成过程和年轻行星系统的动力学拼凑在一起，从而更好地了解我们自己的太阳系是如何形成的。

“我将北落师门描述为在我们银河系其他地方发现的碎片盘的原型，因为它的成分与我们自己的行星系统中的成分相似，”天文学家加斯帕尔·安德拉斯说亚利桑那大学的。 “通过观察这些环中的图案，我们实际上可以开始绘制一个行星系统应该是什么样子的草图——如果我们真的能够拍摄足够深的照片来看到可疑的行星。”

北落师门是一个非常有趣的研究对象。 它大约有 4.4 亿年的历史； 一个拥有恒星寿命的小孩。 但这是一颗相对熟悉的大小恒星，大约质量的1.92倍是我们太阳半径的1.84倍。 它燃烧得又热又亮，它的光表明它周围的空间有很多灰尘。 之前使用哈勃和阿尔玛等强大仪器进行的观测揭示了它周围存在一个大型小行星带，类似于外太阳系的柯伊伯带，但进一步的细节太模糊而无法解析。

关于北落师门的另一个有趣的趣事是在 2004 年和 2006 年拍摄的哈勃图像中发现了一颗假定的气态巨型系外行星，并于 2012 年得到证实。这颗系外行星被命名为达贡 (Dagon)，是为数不多的直接成像的系外行星之一。

但随后达衮就消失了。大衮实际上从未存在过； 哈勃望远镜发现的物体是两颗小行星相互粉碎的碰撞所产生的不断膨胀的尘埃云。

这表明北落师门系统中实际上发生了很多事情，因此加斯帕尔和他的同事使用了有史以来部署的最强大的太空望远镜来仔细观察。 他们使用 JWST 的中红外仪器研究了恒星周围的空间，并在已知的外环内部发现了物质盘。

现在，尘埃在非常年轻的恒星周围很常见。 一旦恒星形成完成，盘旋在其中的尘埃和气体盘就会保留下来，并开始聚集在一起形成行星。 但这并不是我们在北落师门所看到的。 相反，嵌套的小行星带就是所谓的碎片盘：由星子、小行星和彗星等天体之间碰撞产生的含有很少气体的物质带，然后以尘埃和碎石环的形式绕轨道运行。

不过，北落师门周围的碎片盘可能揭示出比这更复杂的故事。 环之间有明显的间隙，这表明存在看不见的行星，它们的引力在尘埃中开辟了路径。

“韦伯真正擅长的地方是我们能够从物理上解决这些内部区域尘埃的热辉光。所以你可以看到我们以前从未见过的内部带，”天文学家斯凯勒·沃尔夫说亚利桑那大学的。

“我们绝对没有想到第二个中间带和更广泛的小行星带会出现更复杂的结构。这种结构非常令人兴奋，因为每当天文学家在圆盘中看到间隙和环时，他们都会说，‘可能存在一个嵌入行星塑造环！'”

该团队的研究还揭示了嵌入在外环中的一种结构，他们称之为大尘埃云，很可能是最近另一次星子之间碰撞的产物。 中间的带可能是大衮（目前正在沿着系统的出口轨道加速远离北落师门）的起源地。 这表明这些行星带是相当动荡的地方，而且我们有很多关于北落师门的婴儿行星系统的知识。

“北落师门周围的地带就像一部悬疑小说：行星在哪里？”天文学家乔治·里克说亚利桑那大学的。

“我认为说这颗恒星周围可能存在一个非常有趣的行星系统并不是一个很大的飞跃。”

该研究发表于自然天文学。