HD 169142系统的图像显示了形成行星HD 169142 b的信号(大约在11点钟方向),以及由行星与其所在盘之间的动态相互作用产生的明亮螺旋臂。来自这颗比行星亮10万倍的恒星的信号,通过光学元件和图像处理的组合(图像中心的掩膜)被减去。在不同时间的观测显示,这颗行星在其轨道上随时间推移而移动。由ESO的VLT/SPHERE仪器获得的图像。资料来源:V. Chrisitaens / ulige
HD169142 b距离地球374光年,已经被发现一组来自密苏里州立大学的研究人员证实了它是一颗原行星纳什大学。
一个能一组研究人员——包括来自法国里昂热大学的Valentin Christiaens——刚刚发表了对欧洲南方天文台(ESO) SPHERE仪器数据的分析结果确认一个新的原行星。这一结果得益于法国里昂奇大学PSILab开发的先进图像处理工具。这项研究发表在《科学》杂志上《皇家天文月刊自然学会(MNRAS)。
行星是由新生恒星周围的圆盘中的物质团块形成的。当行星仍在形成时,即仍在收集物质时,它被称为原行星。到目前为止,只有两颗原行星被明确地确定为PDS 70b和c,它们都围绕PDS 70恒星运行。这个数字现在已经增加到三个,因为在HD 169142周围的气体和尘埃盘中发现并确认了一颗原行星,HD 169142是一颗距离我们太阳系374光年的恒星。
澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的研究员伊恩·哈蒙德(Iain Hammond)解释说:“我们使用了欧洲南方天文台(ESO)甚大望远镜(VLT)的SPHERE仪器对恒星HD 169142的观测结果,该恒星在2015年至2019年期间被观测了几次。”哈蒙德留在了universige,作为他博士论文的一部分。“由于我们预计行星在形成时是热的,望远镜拍摄了HD 169142的红外图像,以寻找它们形成时的热特征。有了这些数据,我们能够确认一颗行星HD 169142 b的存在,它离它的恒星大约37 AU(37个天文单位,或地球到太阳距离的37倍),比海王星的轨道略远。”
早在2020年,由r·格拉顿(R. Gratton)领导的一组研究人员就曾假设,他们图像中看到的致密源可以追踪到一颗原行星。我们的新研究通过重新分析他们研究中使用的数据以及纳入更高质量的新观察结果,证实了这一假设。
HD 169142系统的一系列图像显示了HD 169142 b在其轨道上随时间移动的行星。在行星的尾迹中可以看到明亮的螺旋臂,这是行星与其所在的圆盘之间动态相互作用的结果。这颗比行星亮10万倍的恒星发出的信号,通过光学元件和图像处理(图像中心的掩膜)的组合被减去。ESO的VLT/SPHERE仪器获得的图像。信贷:ESO /视频彩票终端
VLT的SPHERE仪器在2015年至2019年期间获得的不同图像揭示了一个紧凑的源,它随着时间的推移而移动,正如预期的那样,一颗行星在距离其恒星37个天文单位的轨道上运行。用SPHERE仪器获得的所有数据集都用li法兰西大学PSILab团队开发的最先进的图像处理工具进行分析。
我们研究中考虑的最后一个数据集是在2019年获得的,对于确认行星的运动至关重要,”斯坦福大学PSILab (STAR研究所/科学学院)的frrs - fnrs研究员瓦伦丁·克里斯蒂安斯解释说。“这个数据集直到现在才公布。”
新的图像还证实,正如模型预测的那样,这颗行星一定在圆盘上留下了一个环形缺口。这个间隙在圆盘的偏振光观测中清晰可见。
哈蒙德说:“在红外线中,我们还可以看到圆盘上的螺旋臂,这是由行星引起的,在它的尾迹中可以看到,这表明其他含有螺旋的原行星盘也可能含有尚未被发现的行星。”
偏振光图像以及研究小组测量的红外光谱进一步表明,这颗行星被埋在大量的尘埃中,这些尘埃是由原行星盘吸积的。这些尘埃可能以环行星盘的形式存在,这是一个围绕行星本身形成的小圆盘,反过来又可能形成卫星。这一重要发现表明,即使在行星形成的早期阶段,通过直接成像来探测行星也是可能的。
瓦伦丁·克里斯蒂安斯说:“在过去的十年里,在行星形成的探测中有很多误报。”“除了PDS 70系统的原行星外,其他候选行星的地位在科学界仍在激烈争论。原行星HD 169142 b似乎与PDS 70系统的原行星具有不同的性质,这非常有趣。我们似乎在它形成和演化的年轻阶段就捕捉到了它,因为它仍然完全被埋在尘土中或被大量灰尘包围着。”
考虑到迄今为止确认形成的行星数量非常少,这一来源的发现及其后续行动将使我们更好地了解行星,特别是像木星这样的巨行星是如何形成的。
通过詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)的未来观测,可以进一步表征原行星并进行独立确认。JWST对红外光的高灵敏度确实可以让研究人员探测到行星周围热尘埃的热辐射。
参考资料:Iain Hammond, Valentin Christiaens, Daniel J Price, Claudia Toci, Christophe Pinte, Sandrine Juillard和Himanshi Garg的“缺口雕刻原行星HD 169142 b的确认和开普勒运动”,2023年4月4日,《皇家天文学会月报:信函》。DOI: 10.1093 / mnrasl / slad027