高分辨率射電望遠鏡陣列看見最清晰的原行星盤

天文學家已經發現近四千顆系外行星，但我們還不知道有關行星誕生的過程細節。為了回答這問題，天文學家團隊首次採用阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波射電望遠鏡陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，簡稱 ALMA），利用它的高分辨率能力，大規模測量年輕恆星周圍的塵埃和氣體環，即原行星盤。這計劃稱為高角度分辨環結構（Disk Substructures at High Angular Resolution Project ，簡稱 DSHARP），共觀測二十個鄰近的原行星盤，不但產生令人驚嘆的高分辨率圖像，並為天文學家提供新的見解。

研究人員表示，原先研究目標是尋找原行星盤上的結構共通性，但 ALMA 不但看到共同特徵，如同心間隙，窄環等，也看到有些恆星擁有螺旋圖案和弧形等特徵，此外，行星盤間隙距離它們母星範圍很廣，從幾個天文單位到超過一百個天文單位間。最好解釋是有看不見的原始行星與帶磁性的盤物質相互作用的結果。這些大小類似海王星或土星的大行星，其形成的速率比理論預期快得多，通常也形成在恆星系統的外圍，離其母星很遙遠，如此快速形成也可以解釋如地球大小的行星如何演化和成長。

此外，先前行星形成的主要模型認為，行星是由原生磁盤內的塵埃和氣體的逐漸積累而誕生的。從冰冷的塵埃粒子聚結形成越來越大的岩石，直到形成小行星後再成長為微行星，最後出現行星。這種分級形成過程應該需要數百萬年，因此較成熟的原行星盤系統中應該較容易看到出現縫結構。然而，觀測證據表明有些擁有明顯結構原行星盤，其年齡僅約一百萬年，因此大型氣體行星形成的速度比理論所想像的要快得多。

【圖：互聯網；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】研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報快報》