韦伯望远镜月度图片呈现两对边缘朝向的原行星盘

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NASA/ESA/CSA詹姆斯·韦伯太空望远镜本月发布的月度图片聚焦两处行星形成环境:原行星盘Tau 042021与Oph 163131。两者分别对应目录编号2MASS J04202144+2813491和2MASS J16313124-2426281。Tau 042021位于金牛座,距离地球约450光年;Oph 163131位于蛇夫座,距离约480光年。

原行星盘通常出现在新近形成的恒星周围。当分子云中的气体团块坍缩形成恒星时,剩余的气体与尘埃会以厚盘形态围绕恒星旋转。随着时间推移,尘埃颗粒在盘内碰撞、聚集并进一步坍缩,逐步形成行星胚胎,进而可能演化为行星;未能成长为行星的胚胎则可能以小行星和彗星等形式继续绕恒星运行。未被消耗的气体会在数千万年内被年轻恒星的辐射逐渐吹散,原行星盘也随之消退。

研究团队指出,这一过程与太阳系早期的形成路径相似。通过观测处于更早阶段的原行星盘,研究人员可据此推断太阳系形成过程的细节,并进一步了解银河系中不同类型行星的形成机制。

此次两处目标的共同特点在于,从韦伯望远镜视角看,其盘面以“边缘朝向”呈现。由于盘体遮挡了中心年轻恒星的大部分强光,图像中更清晰可见的是盘面上下方由细尘构成的星云结构,这些细尘主要由恒星的反射光照亮。

相关图像由韦伯望远镜近红外相机(NIRCam)与中红外仪器(MIRI)数据合成,属于韦伯项目#2562(首席研究员F. Mé­nard、K. Stapelfeldt)。依托两台仪器覆盖的红外波段灵敏度,韦伯可追踪盘内不同大小的尘埃颗粒。图像中的红色、橙色与绿色用于指示不同粒径尘埃以及氢气(H2)、一氧化碳(CO)和多环芳烃(PAHs)等分子成分的分布。

两幅图像还叠加了NASA/ESA哈勃太空望远镜数据,以呈现主要由中心恒星反射的可见光对漂浮细尘的照亮效果。其中,Oph 163131的图像进一步纳入阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列(ALMA)观测。哈勃与韦伯主要观测微米级尘埃颗粒,而ALMA可探测约毫米大小的较大尘埃颗粒,这些颗粒更集中于盘的中央平面。研究人员表示,这种集中分布为尘埃继续长大并可能形成行星提供了条件。ALMA对Oph 163131的数据显示其内盘存在一个间隙,可能反映行星形成过程中对周围尘埃的清理作用。


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