哈勃望远镜观测到迄今最大原行星盘 展现高度湍流与不对称结构

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位于约1000光年外的年轻恒星IRAS 23077+6707周围,一个被认为是目前已知最大的原行星盘呈现出异常混乱和湍流的结构,其盘面上下方延伸出的物质丝状结构远超以往在类似系统中观测到的范围。

这一天体系统的最新图像由NASA/ESA哈勃太空望远镜获取,并由哈佛-史密森天体物理中心(CfA)团队进行分析。图像显示,一个巨大的尘埃和气体盘几乎从边缘方向呈现在观测者视野中,盘面中央是一条暗带,上下两侧为明亮的尘埃和气体层,整体外观被研究人员形容为类似“汉堡包”结构。

原行星盘是围绕年轻恒星的富含尘埃和气体的盘状结构,被普遍认为是行星形成的主要场所。研究团队测得,IRAS 23077+6707周围盘面的跨度接近6,440亿公里(约4,000亿英里),相当于太阳系直径的约40倍,其外缘延伸至类似柯伊伯带彗星体所在的距离尺度。

由于盘面本身的遮蔽作用,盘中心的恒星在可见光下并未直接显现。研究人员推测,该中心天体可能是一颗炽热的大质量恒星,或是一对恒星组成的双星系统,但目前仍缺乏直接观测证据。

哈佛-史密森天体物理中心的天文学家Kristina Monsch表示,在原行星盘成像中,此次获得的细节层级“极为罕见”。她指出,新的哈勃图像显示,行星形成所在的环境“可能比此前预期的更加活跃和混乱”。

在这张高分辨率图像中,盘面上方可见大尺度、垂直延伸的丝状结构,而在盘面下方则呈现出截然不同的形态:边缘清晰锐利,几乎看不到类似的丝状物。这种明显的不对称性成为此次观测的一个核心特征。

研究团队认为,这些垂直延伸的丝状结构以及盘面上下的差异,可能与近期尘埃和气体落入盘中,或盘与周围环境发生相互作用等动态过程有关,但具体机制仍有待进一步研究。Joshua Bennett Lovell表示,团队对盘面不对称程度“感到震惊”,并指出哈勃的观测为研究塑造盘面、进而构建新行星的混乱过程提供了近距离视角,而这些过程目前尚未被完全理解。

所有行星系统被认为都起源于围绕年轻恒星的气体和尘埃盘。随着时间推移,部分气体被吸积到恒星上,其余物质在盘内逐渐聚集,形成行星。研究人员估算,IRAS 23077+6707周围盘面的质量约为木星的10至30倍,意味着其中蕴含足以形成多个气态巨行星的物质。

Monsch指出,从质量和尺度来看,IRAS 23077+6707可能可被视为“早期太阳系的放大版本”。她表示,从理论上讲,该系统“可能拥有庞大的行星系统”,尽管在如此大质量环境中行星形成的具体过程可能有所不同,但基本机制“很可能相似”。

研究团队强调,目前关于该系统的疑问多于答案,但此次哈勃观测为理解行星如何在不同环境和时间尺度下形成提供了新的起点。IRAS 23077+6707被视为研究行星形成及其发生环境的一个“独特新实验室”。

相关研究成果将发表于《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal),论文题为《哈勃揭示边缘视角原行星盘IRAS 23077+6707的复杂多尺度结构》(Hubble Reveals Complex Multi-Scale Structure in the Edge-on Protoplanetary Disk IRAS 23077+6707),作者为Kristina Monsch等,目前已在arXiv预印本平台发布(arXiv: 2510.11819)。


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