台灣天文研究團隊揭秘原行星盤氣體環狀間隙

金牛座HL星原行星盤外圈厚厚的包層和雙向噴發準直噴流
中央研究院天文所研究團隊使用阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列(ALMA)取得原行星盤分子譜線最佳影像,首度揭露金牛座HL星原行星盤上的氣體環和環狀間隙,能更直接的推測行星質量,獲知該正在形成行星質量可能與木星一樣大。本研究成果提供了行星形成時間及行星形成標準模型重要參考。

ALMA曾於2014年年底對金牛座HL星進行長基線觀測,並於2015年三月向全球發表了解析力為0.03至0.07角秒的連續譜影像。毫米及次毫米波的連續譜追蹤的是原行星盤上塵埃的分佈,ALMA高解析力的影像顯示了金牛座HL星的原行星盤有著一圈圈的塵埃環和間隙,認為是行星正在形成的證據。然而,顏士韋博士表示:「原行星盤的主要成分是氣體,塵埃只貢獻了原行星盤中百分之一左右的質量。」要完整敘述原行星盤上發生什麼事,如果只看塵埃而不知氣體狀況如何,就如同見樹不見林,因此本次研究成果,能幫助正確解讀金牛座HL星原行星盤。

無論是要確切了解行星是否正在金牛座HL星周圍形成,或要推測行星的質量,都需要極高解析力的分子譜線影像,用來追蹤氣體的分佈。ALMA長基線觀測資料公開後,中央研究院天文所研究團隊進一步處理及分析觀測數據,成功重建高解析力的HCO+影像。重建出的影像解析力高達到0.07角秒,是目前原行星盤的分子譜線影像中最好的。

研究結果顯示,正在形成的行星其質量約和木星一樣大。如果觀測到的氣體間隙確實是由行星所造成,行星形成的時間就比預期的早很多,需要對標準模型進行修正或是建立新的行星形成理論。

【圖、文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁;新聞訊息由林景明提供】

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