​天文学家第一次拍摄到正在形成的系外卫星 围绕系外行星PDS 70c

天文学家第一次拍摄到正在形成的系外卫星 围绕系外行星PDS 70c

这张由亚他加马大型毫米及次毫米波数组（ALMA）所拍摄的影像，是PDS 70恒星系统周围的尘埃圆盘。 尘埃盘内有两个黯淡的光斑，其中一个可能是我们首度目击系外卫星即将形成的模样。 IMAGE BY A. ISELLA, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

艺术家对PDS 70恒星系统的想象图。 环绕着巨行星的黯淡尘埃盘，可能会有颗新卫星正从此处诞生。 ILLUSTRATION BY S. DAGNELLO, NRAO/AUI/NSF

据美国国家地理（撰文：NADIA DRAKE 编译：邱彦纶）：一颗全新的系外卫星，可能即将由环绕遥远行星周围的尘埃盘里诞生。这可能是我们首度目击一颗遥远又巨大的行星，正在形成卫星的过程。

从这张由智利亚他加马大型毫米及次毫米波数组（ALMA）天文台所拍摄的影像中，可以看到在这颗370光年远的小型恒星周围有颗年轻的行星，行星好像被包裹在一圈尘埃气体圆盘内──科学家认为就是这种结构， 让数十亿年前的木星形成了众多的卫星。

这篇研究是由莱斯大学（Rice University）的安德烈． 尹色拉（Andrea Isella）所领导，他在声明中表示：「在它周围，很有可能形成行星大小的卫星。 」

「巨行星的周围有即将形成卫星的巨大圆盘，这显然相当合理。 」史丹佛大学（Stanford University）的布鲁斯． 麦金塔（Bruce Macintosh）7月初在《天体物理学期刊快报》（Astrophysical Journal Letters）上发表这样的评论，「这个结果很有趣，且可能性极高。 」

哈佛－史密森尼天体物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的西恩． 安德鲁斯（Sean Andrews）对此表示赞同，他还补充说明，这幅影像应该是我们第一次拍摄到正在形成的系外卫星。

「如果这个最后的结果没错，」他说：「这将是重要的第一击。 」

旋转环绕

先前天文学家已经在恒星周围看到了许多类似的尘埃云。 这种结构称为环星盘（Circumstellar Disk），行星就是从此处生成──虽然我们对尘埃形成行星的确切过程仍不太清楚。 在某些状况下，天文学家认为他们可以看到新生行星在这些环星盘中清出轨道，而ALMA已经拍摄到许多这类新生行星的影像。

但到目前为止，还没有人看到行星周围的尘埃盘；要在太阳系外直接看到行星已经非常难了，更不用说是环绕着年轻巨大行星的弥漫碎屑云。

ALMA是由散布在亚他加马沙漠上的66座碟形电波望远镜所组成的巨大数组。 尹色拉和他的同事利用ALMA在2017年所收集到的数据，研究被尘埃环绕的PDS 70恒星系统。这个恒星系统中有颗名为PDS 70b的行星，大小和木星差不多，它在围绕着年龄约600万年的小型母恒星的环星盘中清出了一条缝隙。另一颗名为PDS 70c的行星沿着缝隙的内缘绕行，和母恒星的距离约相当于海王星到太阳的距离。

一开始，PDS 70c周围的朦胧区域看起来像是个黯淡的气体臂。 但今年研究团队利用一种稍微不同的方法重新处理这个ALMA的数据，才将这些不规则区域解析出尘埃环的结构。尹色拉和他的同事认为，这张经过重新处理的影像是环绕行星的碎屑盘，卫星就是从这种结构内形成，迅速成长的行星也能从此吸取物质。

「我们相信木星的卫星是从年轻木星周围的圆盘中形成的，而且这种环行星盘对行星形成也非常重要。 」他说。

切入重点

但这个发现还没有尘埃落定。

「这些结果的确有些令人费解的问题。 」安德鲁斯说。 他指出以不同波长进行的观测结果并不一致，因此让恒星周围的环星盘影像出现稍微差异。 如果是使用ALMA观察，尘埃盘内显然有个看起来像是行星的点状光源：PDS 70c。 但如果是使用更短的红外波长进行研究，这个点源则看来较为弥散。

安德鲁斯表示：「PDS 70c周围的环境看起来很复杂。 」

尹色拉指出，「这个ALMA所观测到的结果相当模糊。 」他表示团队正努力利用其他的观测数据来确认他们的结果。

「我们还有正在进行的ALMA计划，能够再度对这个恒星系统进行观测，并测量环行星盘的轨道运动，」他说：「所以，敬请拭目以待啰！ 」