有時(shí)比你想象的更接近現(xiàn)實(shí)，美國(guó)宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡捕捉到了一張?bào)@人的圖像，一顆年輕恒星不可見(jiàn)的行星形成盤，在恒星形成區(qū)域的更遠(yuǎn)云層上投下了一個(gè)巨大陰影，就像一只蝙蝠徘徊在墻上閃耀的手電筒光束中。

這顆年輕的恒星名為HBC672，陰影特征被戲稱為“蝙蝠影子”，因?yàn)樗雌饋?lái)像一對(duì)翅膀。這個(gè)昵稱被證明是出人意料的恰當(dāng)：現(xiàn)在，研究小組報(bào)告表明：看到了蝙蝠影子在拍打！

研究的主要作者、馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(STSCI)的天文學(xué)家克勞斯·龐托皮丹說(shuō)：影子在動(dòng)，它像鳥(niǎo)的翅膀一樣拍打著！這一現(xiàn)象可能是由一顆行星拉動(dòng)原行星盤（圓盤）并使其翹曲造成，該團(tuán)隊(duì)在404天的時(shí)間里目睹了這場(chǎng)拍打。但是最初是什么創(chuàng)造了蝙蝠影子呢？有一顆被圓盤包圍的恒星，這個(gè)圓盤不像土星環(huán)，它不是平坦的。它被膨脹了，這意味著如果來(lái)自恒星的光垂直向上，它可以繼續(xù)垂直向上，而不會(huì)被任何東西阻擋。

但是如果它試圖沿著圓盤的平面走，它就不會(huì)出來(lái)，它會(huì)投下陰影。想象一盞有陰影的燈在墻上投下陰影，在本例中，燈泡是星星，燈罩是圓盤，云是墻。根據(jù)陰影的形狀，圓盤必須張開(kāi)，角度必須隨著距離的增加而增加，比如喇叭褲或喇叭。圓盤由氣體、塵埃和巖石組成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，可能大致呈馬鞍形，有兩個(gè)峰和兩個(gè)谷，這可以解釋陰影的“拍打”。研究小組推測(cè)，有一顆行星嵌入到了圓盤中，其軌道傾斜于圓盤的平面。

剖析“蝙蝠”扇動(dòng)的翅膀

這顆行星將導(dǎo)致軌道圓盤的雙翹曲形狀，并在其陰影下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。紐約波基普西瓦薩學(xué)院(Vassar College)的團(tuán)隊(duì)成員科萊特·薩利克(Colette Salyk)說(shuō)：如果圓盤上只有一個(gè)簡(jiǎn)單的凸起，預(yù)計(jì)陰影兩側(cè)會(huì)向相反的方向傾斜，就像轉(zhuǎn)彎時(shí)的機(jī)翼一樣。從恒星延伸穿過(guò)周圍云層的陰影是如此之大，大約是太陽(yáng)系長(zhǎng)度的200倍，以至于光不會(huì)短時(shí)間內(nèi)穿過(guò)它。

事實(shí)上，光線從恒星傳播到陰影的可感知邊緣，所需的時(shí)間約為40至45天。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)算出，一顆扭曲圓盤的行星，將在不少于180天的時(shí)間內(nèi)繞恒星運(yùn)行。估計(jì)，這顆行星到恒星的距離大約與地球到太陽(yáng)的距離相同。如果不是行星，陰影運(yùn)動(dòng)的另一種解釋是一個(gè)質(zhì)量較低的恒星伴星在原行星盤平面外圍繞HBC672運(yùn)行，導(dǎo)致HBC672相對(duì)于其陰影盤“擺動(dòng)”。

但根據(jù)圓盤的厚度，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)此表示懷疑，目前也沒(méi)有證據(jù)表明存在雙星伙伴。這個(gè)圓盤太小太遠(yuǎn)，即使用哈勃望遠(yuǎn)鏡也很難見(jiàn)，恒星HBC672位于一個(gè)名為蛇狀星云的恒星托兒所中，距離我們約1400光年。它只有一兩百萬(wàn)年的歷史，從宇宙的角度來(lái)說(shuō)還很年輕。這一發(fā)現(xiàn)是偶然的，蝙蝠影子的第一張照片是由另一個(gè)團(tuán)隊(duì)拍攝的。后來(lái)，這張照片被指定用于NASA的學(xué)習(xí)宇宙，這是一個(gè)創(chuàng)造材料和體驗(yàn)的項(xiàng)目，使學(xué)習(xí)者能夠自己探索宇宙。

研究的目標(biāo)是說(shuō)明陰影是如何傳達(dá)我們看不見(jiàn)現(xiàn)象的信息。然而，研究團(tuán)隊(duì)只在一個(gè)濾光片中觀察到了蝙蝠陰影，這并沒(méi)有為NASA學(xué)習(xí)宇宙想要的彩色圖像提供足夠數(shù)據(jù)。為了獲得彩色圖像，研究團(tuán)隊(duì)不得不在額外的濾光片中觀察陰影。當(dāng)將新舊圖像組合在一起時(shí)，陰影似乎發(fā)生了移動(dòng)。起初，他們認(rèn)為問(wèn)題出在圖像處理上，但很快意識(shí)到圖像正確對(duì)齊，這種現(xiàn)象是真實(shí)存在的，其研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上。

博科園｜研究/來(lái)自：歐空局/哈勃信息中心

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab91ae

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