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宇宙中,没有两种“汤”是一样的

admin2021-09-2025

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在这张艺术「shu」构想图中,行星是由围绕一颗年轻恒星的原行星盘中的气体和灰尘形成的。这种气体由许多差其余分子组成,包罗氰化氢和更庞大的腈。盘中特定位置的分子汤塑造了在那里形成的行星的未来。图片泉源:M.WEISS/哈佛和史密森尼天体物理学中央

今日视点

9月15日在预印本平台arXiv中揭晓的20篇系列论文注{zhu}释,天文学家已经异常详细地绘制了行星“托儿所”内的化学物质。

新宣布的图集展现了五个原行星盘(行星在年轻恒星周围形成灰尘和气体的区域)内数十种“zhong”分子的位置。

生命存在或更普遍

向导图集制作项目的哈佛—史密森尼天体物“wu”理学中央天文学家凯琳奥伯格示意,这些行星形成盘中充满了有机分子,其中一些与地球上生命的起源有关。“这真的很令人兴奋。每个盘中的化学物质将最终影响形成的行星类型,并决议行星是否可以承载生命。”

研《yan》究效果注释,导致地球上生命存‘cun’在的基本化学条件可〖ke〗能会更普遍地存在于整个银河系中。在围绕新形成的恒星的原行星盘中发现了大{da}的有机分子,而一个类似的盘曾经围绕着年轻的太阳,形成了现在组成我们太阳系的行星。

这些分子的存在意义(yi)重大,由于它们是更简朴的碳基分子(如太空中大量发现的一氧化碳)与缔造和维持生命所需的更庞大分子之间的“垫脚石”。

行星在差其余“汤”中形成

新的圆盘图显示,原行星盘中的化学物质在每个{ge}盘中的漫衍并不平均。相反,每「mei」个盘都充满差其余行星形成“汤”(分子夹杂物或行星身分)。效果注释,行星的形成发生在差其余化「hua」学环境中,而且在它们形成时,每个行星可能会凭证其在盘中的《de》位置而露出于截然差其余分(fen)子中。

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系列论文之一的主要作者奥伯格说:“我们的图集展现了行星在盘中形成的位置异常主要。盘中的许多化学物质都是有机物,这些有机物在特定盘内的漫衍转变很大。两颗行星可以围绕统一颗恒星形成,它们的有机物含量异常差异,因此很有可能存在生命。”

另一篇论文则绘制了18种分子(包罗氰化氢和其他与生命起「qi」源有关的腈)在五个盘中的详细位置。这些图像是研究职员在2018年和2019年使用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列望远镜(ALMA)拍摄的。网络的数『shu』据高达100TB字节,研究职员花了两年时间来剖析,并将其剖析成每个分子的单独图示。

每个盘的最终图示注释,纵然在单个盘中发生的化学反映也比人们想象的要「yao」庞大得多。研究职员注释说:“每个单独盘看起来都与下一个大不相同,都有自己怪异的化学子结构集。在这{zhe}些盘中形成的行星将履历异常差其余化学环境。”

主要的是,这些有机分子所在的盘区域也是小行星和彗星形成的地方。在这些盘中也可能发【fa】生类似于在地球上启动生命的历程——小行星和彗星的轰击将大有机 ji[分子转移到新形成的行星上。

研究职员示意:“这项事情的主要效果注释,在我们的星球上孕育生命〖ming〗所需的相同“tong”身分也存在于其他恒星周围。在行星上启动生命所需的分子可能很容易在所有行星形成环境中发现。”

寻找未来的行星新生儿

新研究项目不仅仅为天文学家提供研究圆盘化学环境的时机。奥伯格说:“我们的团队使用这些图集来展示一些正在形成的行星位于盘内的位置,这使科学家能够将考察『cha』到的化学汤与特定行星的未来身分联系起来。”

研究职员正使用网络的数据和图集来寻找新生行星。天文学家确信行星是在原行星盘中形成的,但有一个问题:他们无法直接看到它们。麋集的气体和灰尘将延续约300万年,遮掩了年轻的、正在发育的行星。

研究职员示意:“这就像在看一条水下的鱼。我们知道它们在那里,但我们无法望见深处的鱼。我们必须在水面上寻找细微“wei”的迹象,好比涟漪和海浪。”

在原行星盘中,气体和灰尘自然地围绕中央恒“heng”星旋转。天文学家可以丈量的移动物质的速率应该在整个盘上保持一致。但若是一颗行星隐蔽在外面之下,研究职员以为它会稍微扰乱围绕它移动的气体,形成速率的细小误差,导致螺旋【xuan】状气体以意想不到的方式移动。

使用这种计谋,研究职员剖析了五个原行星「xing」盘中的两个——围绕年轻恒星HD 163296和MWC 480的气体速率。盘中某些部门的速率泛起小颠簸,展现了每个盘中都嵌有一颗年轻的类似木星的行星。

研究职员说,随着行星的生长,它们最终会“在盘结构中形成开放的缺口”,以便人们可以看到它们,但这个历程将需{xu}要数千年的时间。研究职员希望比即将发射的詹姆斯韦伯太空望远镜领先一步确认这些发现,并在未来通过“guo”研究更多的(de)原行星盘来证实这(zhe)一效果。

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