天文學家們已經(jīng)直接拍攝到兩顆系外行星的圖像，它們在圍繞一顆年輕恒星的行星形成盤內(nèi)，在引力作用下形成了一個巨大的缺口。雖然已經(jīng)有超過12顆系外行星被直接成像，但這只是第二個被拍攝的多行星系統(tǒng)(第一個是圍繞HR 8799恒星運行的四行星系統(tǒng))。

不過，與hr8799不同的是，這個系統(tǒng)中的行星仍在通過吸積盤中的物質(zhì)而增長。馬里蘭州巴爾摩太空望遠鏡科學研究所的Julien Girard說：這是第一次明確地發(fā)現(xiàn)了一個兩顆行星組成的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)形成了一個圓盤狀的缺口。

主恒星PDS 70距地球約370光年，600萬年前這顆年輕的恒星比太陽略小，也沒有太陽那么大，而且還在不斷地吸收氣體。它被一個由氣體和塵埃組成的圓盤所包圍，這個圓盤上有一個巨大的缺口，從19億英里(約3800億公里)延伸到38億英里(約3800億公里)。PDS 70b是已知的最內(nèi)層行星，位于離其恒星約20億英里的盤隙內(nèi)，與太陽系中天王星的軌道相似。研究小組估計它的質(zhì)量是木星4到17倍，新發(fā)現(xiàn)的行星PDS 70c位于離恒星約33億英里的盤狀縫隙邊緣附近，與海王星離太陽的距離相似。

質(zhì)量比行星b要小，質(zhì)量是木星的1到10倍。這兩顆行星的軌道接近2：1共振，這意味著內(nèi)行星繞恒星一周的時間是外行星繞恒星一周時間的兩倍。這兩顆行星的發(fā)現(xiàn)意義重大，因為它提供了直接證據(jù)，證明形成行星的行星能夠從原行星盤中掃除足夠多的物質(zhì)，從而形成一個可觀察到的縫隙。阿爾瑪、哈勃望遠鏡、大型地面光學望遠鏡等設(shè)備都帶有自適應(yīng)光學功能，所看到的圓盤上到處都是光環(huán)和縫隙。懸而未決的問題是，那里有行星嗎？在這種情況下，答案是肯定的。

研究小組使用歐洲南方天文臺甚大望遠鏡(VLT)上的MUSE光譜儀從地面探測到了PDS 70c。新技術(shù)依賴于配備了四束激光，8米望遠鏡提供的高空間分辨率和儀器的中等光譜分辨率結(jié)合，該儀器可以“鎖定”氫發(fā)出的光，氫是氣體吸積的一種跡象。這種新觀測模式是為了研究更高空間分辨率的星系和星團而開發(fā)。該論文的第一作者、萊頓天文臺的塞巴斯蒂安·哈費特(Sebastiaan Haffert)說：但是這種新模式也使它適合于外行星成像，而這并不是儀器最初的科學驅(qū)動因素。

PDS 70是第二個可以直接成像的多行星系統(tǒng)，通過自適應(yīng)光學和數(shù)據(jù)處理的結(jié)合，天文學家們能夠抵消中心恒星(由一顆白星標記)發(fā)出的光，從而發(fā)現(xiàn)兩顆繞軌道運行的系外行星。PDS 70b(左下)質(zhì)量是木星的4到17倍，而PDS 70c(右上)質(zhì)量是木星的1到10倍。圖片：ESO and S. Haffert (Leiden Observatory)

當發(fā)現(xiàn)第二顆行星時，天文學家都非常驚訝。在未來，美國宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡可能能夠使用類似的光譜技術(shù)來研究這個系統(tǒng)和其他行星托兒所。這將使科學家能夠測量盤內(nèi)氣體的溫度和密度，這將有助于我們了解氣體巨行星的生長。該系統(tǒng)也可能是WFIRST任務(wù)的目標，該任務(wù)將攜帶一個高性能的日冕儀技術(shù)，可以屏蔽恒星的光，以顯示周圍盤狀行星和伴星發(fā)出的微弱光，這些結(jié)果發(fā)表在6月3日出版的《自然天文學》上。

博科園｜研究/來自：ESA /哈勃信息中心

參考期刊《Nature Astronomy》

DOI: 10.1038/s41550-019-0780-5

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