透过迷雾，精确定位年轻恒星及其原行星盘
通过更全面地观察尚处于婴儿期的金牛座双星系统，天文学家希望更多地了解恒星和行星是如何形成的。藤井彰通过ESA/哈勃图像
透过迷雾，精确定位年轻恒星及其原行星盘
波士顿大学的天文学家开发了一种新的方法来测量和探测在一些最不透明的太空区域中年轻恒星周围形成行星的圆盘的存在
想象一下，在半夜走在浓雾中，看到远处汽车和城镇的灯光闪闪发光。几乎不可能分辨出灯光是在雾深处还是在雾之外。试图寻找年轻恒星的天文学家面临着类似的问题：他们正在寻找的恒星发出的光在太空中被称为分子云的大片朦胧气体和尘埃区域中闪烁。
但这些云的中心通常是年轻恒星和行星的繁殖地，是试图弄清楚天体是如何形成的完美场所——假设天文学家能透过黑暗看到发生了什么。
现在，波士顿大学天文系的一组科学家已经找到了一种廉价的穿透雾的方法。他们开发了一种新方法，可以测量尘埃云的模糊程度，从而探测到行星形成结构的存在，这种结构被称为原行星盘——由气体和尘埃组成的圆盘，存在于年轻恒星周围，为行星的形成提供材料。他们利用他们的技术对距离地球450光年的金牛座的分子尘埃云内部进行了更全面的观察。在那里，一个双星系统仍处于起步阶段，它的原行星盘仍然存在，很可能正在形成多个新行星。
“我们正有效地试图透过云雾来观察这些恒星在做什么，它们就像手电筒穿过云层，”丹·克莱门斯说，他是艺术与科学学院的教授和天文学主席，一篇论文的主要作者，该论文描述了用于近距离观察恒星行星形成盘的技术。这一发现发表在《天体物理学杂志》上。
科学家们并不确切地知道恒星和行星是如何形成的——尽管他们知道一些成分，包括气体、尘埃、重力和磁场——所以澳门威尼斯人注册网站研究像这样的系统可以让我们深入了解这个过程是如何展开的。在金牛座云中，一颗年轻的、低质量的恒星和一颗褐矮星每隔50万年就会相互绕轨道运行一次——褐矮星有时被称为失败的恒星，因为它不像明亮的恒星那样融合氢和氦。褐矮星和年轻恒星的周围都有原行星盘。
波士顿大学天文系五年级澳门威尼斯人注册网站研究生Anneliese Rilinger开始利用世界上最大的射电望远镜阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）收集的无线电波澳门威尼斯人注册网站研究金牛座星云中的圆盘，当时波士顿大学的澳门威尼斯人注册网站研究小组首次检查了金牛座星云中的圆盘。里林格此前曾与中科院天文学副教授、这篇新论文的合著者凯瑟琳·埃斯帕拉特（Catherine Espaillat）发表过一项澳门威尼斯人注册网站研究，澳门威尼斯人注册网站研究了恒星周围的圆盘，并对圆盘的结构进行了详细的建模。
她使用无线电波的工作引起了克莱门斯的兴趣，于是克莱门斯和他们团队的其他成员，包括里林格、埃斯帕拉特和波士顿大学高级澳门威尼斯人注册网站研究科学家图沙拉·皮莱，一起出发，用近红外光测试里林格对同一系统的观察结果——近红外光的波长比无线电波短，刚刚超过人类肉眼能探测到的波长。他们想要证明，使用替代工具（结果是更容易获得的工具）精确地模拟磁盘位置是可能的。
当恒星发出光时，它是非偏振的（这意味着光波向多个方向传播）。但是，当光线穿过密集的分子云时，由于尘埃颗粒的特性和嵌入云中的磁场，光线变得极化——光波在一个方向上振荡。澳门威尼斯人注册网站研究人员使用波士顿大学珀金斯望远镜天文台的近红外偏振计来测量穿过云层的光的偏振。测量偏振可以让澳门威尼斯人注册网站研究小组看到恒星的特征，这可以告诉他们圆盘的方向。接下来的挑战是，如何减去周围云层的影响，以确定来自恒星的光的确切性质，并揭示原行星盘的方向——在尘埃云中寻找尘埃。
澳门威尼斯人注册网站研究小组证实，近红外偏振数据与无线电波数据相匹配，表明没有像ALMA这样的大型工具也可以测量原行星盘。他们的工作还揭示了澳门威尼斯人注册这个系统的一些有趣的事情：这些圆盘以一种奇怪的排列方式排列，这种排列方式在天文学家中并不常见——它们彼此平行，并且垂直于较大星云的磁场。通常，原行星盘与尘埃云的磁场平行旋转，使这个系统成为一个罕见的系统，并为澳门威尼斯人注册网站研究人员提供了收集圆盘如何形成行星的新见解的机会。
克莱门斯说：“澳门威尼斯人注册网站研究如何从恒星和年轻恒星的固有偏振中去除云的贡献，这是令人兴奋的，也是一个挑战——这是以前从未做过的事情。”“我们进行的近红外偏振法提供了澳门威尼斯人注册磁盘的独特见解，以及深入观察这些新恒星形成的光学不透明区域的能力。”他们的工具可以用来测试其他太空深处隐藏区域的圆盘的存在和方向。
尽管它们仍在形成行星的过程中，金牛座星云中的褐矮星和年轻恒星似乎已经有了质量更低的伴星，它们跨越了行星或可能是另一颗褐矮星的边界。在这片空间里，行星很可能在未来500万年里形成。
这项澳门威尼斯人注册网站研究得到了美国国家科学基金会的支持。
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