行星,與它們的誕生地-科學人雜誌
天文學

行星,與它們的誕生地

2020-11-01 文/麥格雷戈(Meredith A. MacGregor)|譯/邱淑慧
拱星盤是恆星誕生後所留下的塵埃渦漩, 高解析度影像顯現出藏身其中的行星,還有關於太陽系演變的線索。

重點提要

  1. 亞他加馬大型毫米波及次毫米波陣列(ALMA)在2011年啟用,天文學家首度有機會看清楚恆星周遭由氣體與塵埃所組成的拱星盤細節。
  2. 這些關於拱星盤構造的精細影像顯示,遙遠的行星系統如何形成並演變,其中彎曲與團塊等特徵意味著有行星存在。
  3. 未來幾年,新的超大型望遠鏡將使拱星盤的研究進入新階段,天文學家可能得以直接拍攝這些隱身在拱星盤內的行星。
在我剛進入研究所的那星期,智利新啟用的亞他加馬大型毫米波及次毫米波陣列(ALMA)正好宣佈首批科學計畫。這座具有開創性的設施,利用數十架無線電天線共同產生影像,精細度等同於單一座口徑16公里的望遠鏡。ALMA在毫米與次毫米波段具有極高解析度,可以看得比先前任何一座望遠鏡更精細、更遠。我把握機會參與了首批計畫之一:研究鄰近恆星AU Mic周遭由塵埃與碎石構成的圓盤,在ALMA啟用之前,天文學家不可能這麼仔細地觀測這個目標。塵埃和碎石可能聽起來無趣,但它們是形成行星的原料,而ALMA有機會目擊行星形成的過程。後來又花了一年累積數據。現代天文學通常是遠距進行:不再需要在偏遠山上的天文台中度過漫漫長夜,要做的只是送出一連串電腦指令,設定望遠鏡觀測的目標和時間,然後耐心地(往往是缺乏耐心地)等待計畫列入排程並完成觀測。我依然記得等待資料下載時既期待又緊張,還有在電腦螢幕上看到影像完成時大感驚歎。那是一團細長的光,有三個亮點,一個在中心,另兩個在兩側。我們團隊看到的是一個正在成長的「太陽系」,中心亮點是恆星,正向外噴發出高能量粒子,現在知道那是閃焰。繞行中心恆星的碎屑形成了圓盤,有如環繞太陽的庫伯...

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