天文学家开发一种能识别隐藏在原行星盘中的新生行星的新技术
据cnBeta：根据天文学家和天体物理学家的说法，行星诞生于原行星盘--围绕年轻新生恒星的灰尘和气体环。尽管在整个宇宙中已经探测到了数百个这样的星盘，但事实证明在这些环境中观察实际的行星诞生和形成是一件非常困难的事情。
来自哈佛大学天体物理学中心和史密森学会的天文学家们现在开发出了一种可以探测这些难以捉摸的新生行星的新方法。有了它，他们发现了一个潜伏在盘中的小型海王星或土星类行星的“烟枪”证据。这一结果于9月14日发表在《The Astrohysical Journal Letters》上。
领导这项新研究的天体物理中心博士后Feng Long说道：“直接探测年轻行星是非常具有挑战性的，到目前为止只在一两个案例中获得成功。这些行星对我们来说总是太微弱了，因为它们嵌在厚厚的气体和灰尘层中。”
相反，科学家们必须寻找线索来推断一颗行星正在尘埃下发展。
“在过去的几年时间里，我们已经看到磁盘上出现了许多结构，我们认为这些结构是由行星的存在造成的，但它也可能是由其他东西造成的，”Long说道，“我们需要新的技术来观察和支持一个行星的存在。”
Long决定为她的研究重新检查一个被称为LkCa 15的原行星盘。该盘位于518光年之外，位于天空中的金牛座。在此之前，研究人员利用ALMA天文台的观测报告了该盘中行星形成的证据。
在深入研究主要于2019年获得的关于LkCa 15的新高分辨率ALMA数据之后，Long发现了两个以前没有被探测到的微弱特征。
在距离恒星约42个天文单位的地方，Long发现了一个尘埃环，其中有两束独立而明亮的物质在其中运行。这些物质的形状是一个小团块和一个较大的弧形，它们之间相隔120度。
为了弄清楚是什么导致了物质的堆积，Long用计算机模型检查了这种情况。结果她发现它们的大小和位置跟行星存在的模型相符。
“这个弧形和团块相隔大约120度，”Long说道，“这种程度的分离并不只是发生了--它在数学上非常重要。”
Long指出空间中被称为拉格朗日点的位置，在那里，两个运动中的天体--如恒星和轨道上的行星--在它们周围产生增强的吸引力区域，物质可能在那里聚集。
“我们看到，这种物质不仅仅是自由漂浮，它是稳定的且根据物理学和所涉及的天体，对它想要的位置有偏好，”Long解说道。
在这种情况下，Long检测到的弧线和物质团块位于L4和L5拉格朗日点。在它们之间隐藏的60度是一颗小行星，这造成了L4和L5点的灰尘堆积。
根据研究结果，这颗行星约有海王星或土星那么大，其历史大概有100万到300万年。
由于技术上的限制，直接对这颗新生的小行星进行成像可能不可能很快实现。然而Long相信对LkCa 15的进一步ALMA观测可以为她的行星发现提供额外的证据。
另外，她还希望她检测行星的新方法--物质优先积聚在拉格朗日点--能在未来被天文学家所利用。
“我确实希望这种方法能在未来被广泛采用。唯一需要注意的是，这需要非常深的数据，因为信号很弱，”Long说道。
