作为新行星的孕育地,原恒星盘是围绕新形成的恒星旋转的扁圆形气体和尘埃带。地球和太阳系中的其他行星都是从这样一个圆盘中诞生的。

新生的气态巨行星可能潜伏在尘埃盘中

现在,RIKEN恒星和行星形成实验室的SatoshiOhashi和他的同事们研究了离地球最近的恒星形成区域之一的原恒星盘。

利用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和新墨西哥州扬斯基超大型阵列(VLA)的数据,他们发现圆盘比太阳到地球的距离宽80-100倍,跨度称为天文单位。

该圆盘不稳定,并且在距其年轻恒星大约20个天文单位的区域坍塌。VLA之前在同一区域发现了几个物质团,它们的形成可能是由这种引力不稳定性驱动的。

“这些团块可能是气态巨行星的前身,因为它们质量大而且密度大,”大桥说。如果这个鉴定是正确的,那就意味着行星的形成可以在原恒星盘中出人意料地提早开始。

研究人员还测量了磁盘不同部分的灰尘温度。圆盘被恒星的辐射加热,所以尘埃的温度应该在离恒星较远的地方逐渐下降。

靠近恒星的尘埃可以达到相对温暖的-193摄氏度(-315.4华氏度)。但在团块的远端,尘埃温度急剧下降。这表明这些团块正在阻挡恒星的辐射,冷却它们阴影中的所有尘埃。在圆盘的最外层,尘埃温度降至-263摄氏度(-441.4华氏度)左右——仅比绝对零高10度。

Ohashi说,这种阴暗、寒冷的环境可能会影响在圆盘外部区域形成的行星的化学成分。

这一发现可能有助于天体物理学家了解天王星和海王星等围绕我们太阳运行的冰行星的起源。“我们的太阳系也被认为在过去形成了一个阴影区域,”大桥说。

该团队现在希望观察其他具有更高空间分辨率和灵敏度的原恒星盘,以评估这种阴影效应是否普遍存在。