宇宙搖籃：哈勃發(fā)現(xiàn)隱藏在紅矮星陰影中的新生行星

年輕的恒星TW Hydrae正在與用美國(guó)宇航局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀(guān)察它的科學(xué)家們玩"影子木偶"。2017年，天文學(xué)家報(bào)告說(shuō)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)掠過(guò)圍繞這顆紅矮星的巨大煎餅狀氣體和塵埃盤(pán)面的陰影。這個(gè)陰影不是來(lái)自行星，而是來(lái)自一個(gè)相對(duì)于更大的外盤(pán)略微傾斜的內(nèi)盤(pán)--導(dǎo)致它投下陰影。一種解釋是，一顆看不見(jiàn)的行星的引力將塵埃和氣體拉入該行星的傾斜軌道。

現(xiàn)在，第二個(gè)陰影在存儲(chǔ)于哈勃的MAST檔案中的短短幾年時(shí)間里出現(xiàn)了。這可能是來(lái)自依偎在該系統(tǒng)內(nèi)的另一個(gè)盤(pán)。這兩個(gè)圓盤(pán)可能是一對(duì)正在建造的行星的證據(jù)。Hydrae的年齡不到1000萬(wàn)年，位于大約200光年之外。

第二個(gè)陰影是在2021年6月6日的觀(guān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)的，這是一個(gè)旨在追蹤環(huán)星盤(pán)陰影的多年期計(jì)劃的一部分。馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所歐洲航天局AURA/STScI的John Debes將TW Hydrae星盤(pán)與幾年前的哈勃觀(guān)測(cè)進(jìn)行了比較。

團(tuán)隊(duì)想出的最佳解決方案是，有兩個(gè)錯(cuò)位的圓盤(pán)投下陰影。在早期的觀(guān)測(cè)中，它們是如此接近對(duì)方，以至于錯(cuò)過(guò)了。隨著時(shí)間的推移，它們現(xiàn)在已經(jīng)分離并分成了兩個(gè)影子。"我們以前從未在原行星盤(pán)上真正見(jiàn)過(guò)這種情況。他說(shuō)："這使得這個(gè)系統(tǒng)比我們?cè)瓉?lái)想象的要復(fù)雜得多。"

最簡(jiǎn)單的解釋是，錯(cuò)位的圓盤(pán)可能是由兩顆行星的引力造成的，它們的軌道平面略有不同。哈勃正在拼湊出一個(gè)關(guān)于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的整體觀(guān)點(diǎn)。

這些盤(pán)子可能是在圍繞恒星旋轉(zhuǎn)時(shí)相互拍打的行星的代名詞。這有點(diǎn)像以稍微不同的速度旋轉(zhuǎn)兩張黑膠唱片。有時(shí)標(biāo)簽會(huì)匹配起來(lái)，但隨后一個(gè)就會(huì)領(lǐng)先于另一個(gè)。

"這表明這兩顆行星必須相當(dāng)接近對(duì)方。如果一個(gè)行星比另一個(gè)行星移動(dòng)得快得多，這在早期的觀(guān)測(cè)中就會(huì)被注意到。這就像兩輛相互靠近的賽車(chē)，但其中一輛慢慢地超過(guò)并超越另一輛，"Debes說(shuō)。

這些可疑的行星位于一個(gè)區(qū)域，其距離大約是木星與我們太陽(yáng)的距離。而且，這些陰影大約每15年完成一次圍繞恒星的旋轉(zhuǎn)--這是在離恒星那么遠(yuǎn)的距離上應(yīng)該有的軌道周期。

"另外，這兩個(gè)內(nèi)盤(pán)相對(duì)于外盤(pán)的平面傾斜了大約5到7度。這與我們太陽(yáng)系內(nèi)的軌道傾角范圍相當(dāng)。這與典型的太陽(yáng)系風(fēng)格的架構(gòu)是一致的，"Debes說(shuō)。

陰影所落下的外盤(pán)可能延伸到我們太陽(yáng)系柯伊伯帶半徑的幾倍。這個(gè)更大的圓盤(pán)在冥王星與太陽(yáng)平均距離的兩倍處有一個(gè)奇怪的缺口。這可能是該系統(tǒng)中第三顆行星的證據(jù)。

任何內(nèi)行星都很難被探測(cè)到，因?yàn)樗鼈兊墓饩€(xiàn)會(huì)在恒星的強(qiáng)光掩蓋下消失。另外，該系統(tǒng)中的灰塵會(huì)使它們的反射光變暗。歐空局的蓋亞空間觀(guān)測(cè)站也許能夠測(cè)量出這顆恒星的晃動(dòng)，如果木星質(zhì)量的行星正在拉扯它的話(huà)，但是考慮到漫長(zhǎng)的軌道周期，這將需要數(shù)年時(shí)間。

TW Hydrae的數(shù)據(jù)來(lái)自哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的成像光譜儀，詹姆斯-韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的紅外視覺(jué)也可能能夠更詳細(xì)地顯示陰影。