【正见新闻网2021年05月03日】
图：欧洲南方天文台的超大望远镜观测到的PDS 70b图像。Credit: ESO, VLT, Andre B. Muller (ESO)
美国国家航天局(NASA)的哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)最近捕获了一个难得一见的天文事件，一个大约木星大小的仍在形成的行星，它在吸取一颗年轻恒星周围的物质。
德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas Austin)的布伦丹·鲍勒(Brendan Bowler)说：“我们不太了解巨型行星是如何形成的。” “这个行星系统为我们提供了第一次机会来见证物质如何吸积到行星上。我们的结果为这项研究开辟了一个新领域。”
尽管迄今为止已对4000多颗系外行星进行了编目，但到目前为止，望远镜仅对约15颗系外行星进行了直接成像。行星是如此遥远且很小，它们在最清晰的照片中一般也就是一个点。
研究团队采用哈勃望远镜直接对这颗行星进行成像的最新技术，为进一步的系外行星研究开辟了一条新途径，尤其是在行星的形成时期。
这个巨大的系外行星编号为PDS 70b，绕行着橙矮星PDS 70。已知该橙矮星在巨大的由尘埃和气体环绕的恒星盘中有两个正在形成的行星。该系统位于半人马座星座，距离地球370光年。
“这个系统是如此令人兴奋，因为我们可以目睹一颗行星的形成，”德克萨斯大学奥斯汀分校的周一凡表示。 “这是哈勃曾经直接成像过的最年轻的真实行星。”年龄大约五百万年，这颗行星仍在吸收物质并积累质量。
哈勃望远镜对紫外线的敏感度对落入行星上的极热气体产生的辐射具有独特的观测能力。 “哈勃的观测使我们能够估算出行星获得质量的速度，” 周一凡补充说。
通过增加紫外线观测，研究团队首次直接测量了该行星的质量增长率。在大约五百万年的时间里，这颗行星已经达到木星质量的五倍。而目前测得的吸积率已经大幅下降：如果这个吸积率再保持不变大约一百万年，那么行星只会再增加大约木星质量的1/100。
周一凡和鲍勒强调，这些观测衹是短时间内的数据，还需要更多数据才能确定行星吸积质量的速率到底是增加还是减少。 “我们的测量表明，行星处于其形成过程的尾声。”
年轻的PDS 70系统充满了原始的尘埃盘，可为整个系统中的行星生长提供燃料。 PDS 70b行星被其自身的气体和尘埃盘所包围，该气体和尘埃盘正在吸取巨大的恒星尘埃盘上的物质。研究团队猜测磁场线从其外行星盘向下延伸到系外行星大气，并将物质像漏斗传送到行星表面。
“如果这种物质从尘埃盘上进入行星，将会在局部看到热点，” 周一凡解释说。 “这些热点可能至少比地球温度高10倍。”这些区域在紫外线下会剧烈发光。
这些观测结果也提供了46亿年前围绕我们的太阳形成的巨大气体行星的线索。木星可能就是在周围的下落物质盘堆积产生的。它的主要卫星也将由该盘中的残留物形成。
这项新研究的结果发表在2021年4月29日的《天文期刊》上。