天文学家在有史以来最年轻的行星盘中发现意想不到的结构

行星形成需要多长时间？根据一项新的研究，也许没有我们想象的那么长。

阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的观测表明，围绕年轻恒星的行星形成可能比科学家想象的要早得多。

这些新结果发表在美国天文学会的第243次会议.耶鲁大学博士生Cheng-Han Hsieh提出了新的观察结果。

“ALMA对年轻原行星盘的早期观测揭示了许多美丽的环和间隙，可能是行星的形成地点，”他说。“我想知道这些环和间隙是什么时候开始出现在磁盘上的。

Hsieh指的是著名的ALMA原行星盘图像，这些图像已经成为新闻几年了。这些图像显示了年轻恒星周围的原行星盘，科学家认为这是行星形成的地方。

但是这个早期的图像和类似的图像是 2 类磁盘的图像。来自ALMA的新图像是CAMPOS（Corona australis，Aquila，chaMaeleon，oPhiuchus north，蛇夫座和Serpens）调查的一部分，该调查以调查中研究的分子云命名。

它们显示较年轻的 0 类和 1 类磁盘。这些类是指承载圆盘的恒星的年龄。事实上，在这些年轻的时候，他们甚至不被称为明星;他们被称为年轻的恒星天体（YSOs.）

2类YSO是一颗具有可见光球的原恒星。但新映像显示的是 0 类和 1 类的 YSO 和磁盘。在这些年轻的时候，YSO仍处于崩溃和形成阶段。

YSO在大约10,000年的时间里只是一个0级天体，在几十万年的时间里是一个1级天体。因此，至少可以说，在这些极其年轻的恒星物体周围的圆盘中发现环和间隙是一个令人惊讶的发展。

如果行星在太阳系生命的早期就形成了，那么它就挑战了我们对行星如何形成的整个理解。

关于行星如何形成有两种理论：核心吸积和引力不稳定性。

在核心吸积中，岩石核心由碰撞的小行星形成，当它有足够的质量时，它会吸引气态包层。科学家认为这就是大型气态巨行星喜欢的样子木星形式。

在引力不稳定的情况下，原行星盘变得足够大，以至于它不稳定，引力束缚的团块会形成。这些团块和碎片继续形成行星。

“从核心吸积模型开始，很难在一百万年内形成巨型行星，”Cheng-Han Hsieh说。

在AAS新闻发布会上，他展示了自己的工作，Hsieh被问及这些图像是否捕捉到了行星形成的第一阶段。有没有可能这个过程开始得更早，而我们只是看不到它？

“我们的调查受到角分辨率的限制，”Hsieh解释说。“我们的角度分辨率约为 15 AU，因此我们只能检测大于 8 AU 的环和间隙等子结构。

“所以，从这个角度来看，太阳和太阳之间的距离土星是 9 AU。因此，如果有一个比太阳和土星之间的距离更大的间隙或环，那么我们可以检测到这些子结构。

“我们在最早的系统中没有看到任何子结构，这可能是因为子结构在早期较小，”Hsieh说。

伊桑·西格尔（Ethan Siegel）来自”从一声巨响开始“谢先生又问了另一个重要问题。你看到这些早期磁盘中出现的结构很酷，“Siegel说。

“是否有任何证据支持或反对我们看到的是一个行星形成结构，而不是像一些模拟所表明的那样，在这个行星系统的演化过程中，圆盘上雕刻的瞬态特征将被冲刷掉？”

“对于模拟，如果你在原行星盘内有地球大小或海王星大小的行星，它们将开始从周围的气体中吸积气体，然后随着时间的推移，它们会雕刻出间隙和环，”Hsieh说。

“另一方面，不同的不稳定性，如密度或温度的扰动，也会导致子结构。因此，从观测中很难确定这些子结构是否肯定是由行星引起的，还是它们来自不稳定。

Hsieh还解释说，这很难确定，这是许多研究的主题。他还解释了探测间隙和环的重要性，无论它们是行星还是某种类型的不稳定。

“但确定这些子结构何时形成仍然非常重要，因为即使我们不知道里面是否有行星，它仍然为我们提供了行星形成的时间尺度，”Hsieh解释说。

这是因为在圆盘稳定下来和湍流消退之前，行星和任何子结构都无法形成。因此，即使这些实际上不是行星，它们的存在也表明原行星盘已经足够平静，足以使结构和行星开始形成。

如果它们是行星，那么图像显示它们可以在大约30万年内开始形成，进入承载圆盘的年轻恒星物体的生命。只有未来的观测才能告诉我们这些是否真的是行星。

正在准备发表一篇介绍这些图像和结果的论文。

本文最初由今日宇宙.阅读原文.

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