距离我们超过 530 光年的旋转、扭曲的尘埃和气体云不仅仅是一个混乱的奇观。 这是行星如何从微小颗粒成长为巨大球体的新难题。
天文学家获得了年轻恒星 AB Aurigae 周围原行星盘的令人惊叹的新近红外图像。 这些图像显示了螺旋式扰动，研究人员认为这是由行星从尘埃中聚集在一起引起的。
“在行星形成的早期阶段，流体动力学模拟表明，吸积过程在行星位置产生了内部和外部螺旋图案，这是由于林德布拉德共振由圆盘-行星相互作用引起，”研究人员在他们的论文中写道。
“虽然理论著作充分记录了这一关键步骤，但观察证据很少且不完全结论性。”
这些新图像是我们迄今为止所看到的这一过程中最好的图像之一。
行星的形成是一个令人着迷的过程。 首先，恒星需要形成，并卷绕一个巨大的尘埃和气体盘，并注入其中。 当它完成后，天文学家认为剩余的圆盘开始聚集在一起，形成行星系统中发现的其他块状碎片——小行星、彗星、矮行星，当然还有行星。
首先，静电力将微小的冷材料团聚在一起。 然后，随着这些团块尺寸的增大，它们开始产生足够的引力来吸引更多的团块，形成一个致密、紧凑的物体。
在此过程中，形成行星周围的尘埃粒子的轨道受到扰动，轨道形状变成椭圆形，在最近点和最远点之间产生振荡。
如果这种振荡是粒子轨道周期的倍数，它就会产生共振 - 称为林德布拉德共振 - 应该会产生螺旋图案。
天文学家认为，这种共振是大质量星系旋臂的形成原因。 但宇宙中大的东西往往也小。 我们看到了同样的物理现象在土星环中发挥作用，并且在形成行星周围也应该可以观测到。
除此之外，原行星盘并不容易观察。 它们距离很远，而且恒星的光线通常非常明亮，以至于掩盖了可能揭示行星形成过程的小特征。
这就是 AB Aurigae 发挥作用的地方。 它是同类恒星中距离我们最近的恒星之一——非常年轻，年龄不到 1000 万年，并且被厚厚的原行星盘包围。2017年，阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的观测揭示了粗糙的螺旋形状，这可能是备受追捧的行星形成特征。
因此，一个国际天文学家团队进行了仔细观察。 使用球体设施附于甚大望远镜在智利，他们于 2019 年 12 月和 2020 年 1 月对御夫座 AB 进行了近红外高对比度观测。
这些产生了我们迄今为止所见过的最深的恒星图像，捕捉到了较小尘埃颗粒的微弱光线。 结合早期的 ALMA 数据，这些数据揭示了原行星盘中的 S 形扰动，看起来很像我们期望看到的从吸积原行星传播的螺旋密度波。
（ESO/博卡莱蒂等人.)
多于：AB Aurigae 周围的圆盘； 右侧是图像中心部分的放大版本。
“一些行星形成的理论模型预计会出现这种扭曲，”天文学家安妮·杜特里说法国波尔多天体物理实验室的教授。
“它对应于两个螺旋的连接——一个在行星轨道内蜿蜒，另一个向外扩展——在行星位置处接合。它们允许气体和尘埃从圆盘上吸积到正在形成的行星上并使其生长。”
这颗假定的原行星似乎是在距其恒星的距离大致相当于海王星距太阳的距离处形成的。 它的确切大小很难测量，但团队根据先前计算的吸积率它的质量约为 4 到 13 倍。
这还不是一个完全确认的结果。 但这确实表明AB Aurigae是一个有希望的候选者，可以使用目前正在建造的更强大的望远镜进行后续观测。
这些可以证实我们所看到的确实是一颗正在形成过程中的巨行星，并可以更精确地计算它的质量。
该研究发表于天文学与天体物理学。
