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天文学家捕捉到恒星周围行星形成圆盘的罕见图像

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一个国际天文学家小组在《天文学与天体物理学》杂志上发表了他们拍摄到的15张位于数百光年之外的行星形成圆盘的内部边缘的图像，这些由尘埃和气体组成的圆盘，形状与音乐唱片相似，围绕着年轻的恒星形成。这些图像揭示了行星系统是如何形成的。

在这项新的研究之前，用最大的单镜望远镜拍摄到了这些行星圆盘的几张照片，但这些照片无法捕捉到它们最精细的细节。在这些照片中，靠近恒星的区域即类似地球这样的岩石行星形成的地方，只覆盖了很少的像素，我们需要将这些细节可视化，以便能够识别出可能泄露行星形成的模式，并描述这些行星圆盘的特性。“这需要一种完全不同的观测技术。”“我很高兴我们现在第一次有了15张这样的照片，”克劳斯卡（Kluska）说。

为了了解行星系统，包括我们自己所身处的行星系统是如何形成的，就必须要研究它们的起源。行星形成或原行星盘的形成与它们所围绕的恒星是一致的。圆盘中的尘埃颗粒可以成长为更大的天体，最终导致行星的形成。像地球这样的岩石行星被认为是在原行星圆盘的内部区域形成的，即距形成圆盘的恒星不到五个天文单位。PS.一个天文单位为地球到太阳的距离。

克劳斯卡和他的同事在位于智利的欧洲南方天文台（ESO）用一种叫做红外干涉的技术得到了15张影像。他们使用ESO的PIONIER仪器，将四台望远镜在超大望远镜天文台收集到的光结合起来，详细地捕获了这些行星圆盘。然而，这种技术并不能提供观测源的图像。需要用数学重建技术恢复磁盘的细节。“这项技术与第一张黑洞图像的拍摄方法类似。”克劳斯卡解释说：“我们必须移除恒星的光线，因为它阻碍了我们在圆盘中看到的细节水平。”。

格勒诺布尔阿尔卑斯大学的伯格（Jean-Philippe Berger）是负责使用PIONIER仪器的首席调查员，他指出：“想要从这些行星圆盘上区分类似于地球或者其他行星这样的岩石行星轨道的尺度上细节，相当于能够在月球上看到人类，或者在10公里的距离上分辨出一根头发。”红外干涉技术正成为揭示天体最微小细节的常规方法，而将这一技术与高等数学相结合，最终使我们能够将这些观测结果转化为图像。

用ESO的超大望远镜干涉仪拍摄的R-CrA（左）和HD45677（右）恒星周围的原行星圆盘。添加轨道以供参考。恒星的作用是一样的，因为它的光被过滤掉，从而得到了更详细的磁盘图像。

一些发现立即从图像中脱颖而出。“”你可以看到一些斑点比较亮或者不太亮，这暗示了可能导致行星形成的过程。例如，行星圆盘中可能存在不稳定性，这可能导致漩涡，在漩涡中，磁盘积聚了空间尘埃颗粒，这些颗粒可以生长并演化为行星。”

该团队将进行额外的研究，以确定这些不规则性背后的原因。克劳斯卡还将进行新的观测，以获得更详细的信息，并直接在靠近恒星的圆盘区域观察行星的形成。此外，克劳斯卡领导的研究小组已经开始研究11行星个圆盘，它们围绕着同样被尘埃圆盘包围的其他较老类型的恒星，因为人们认为这些圆盘也可能孕育出行星。