TW Hydrae 磁場圖譜揭示行星形成關鍵

编辑者: Tasha S Samsonova

天文學家利用阿塔卡馬大型毫米/次毫米陣列(ALMA)望遠鏡,為鄰近恆星 TW Hydrae 的行星形成盤繪製了詳細的磁場圖譜。這項由麻省理工學院的 Richard Teague 博士領導的研究,揭示了塑造新行星(包括我們太陽系)的無形力量,為理解行星誕生的過程提供了前所未有的視角。

行星在年輕恆星周圍的氣體和塵埃盤中誕生。儘管望遠鏡能顯示這些盤的結構和縫隙,但測量磁場——這些引導和塑造行星物質的隱形代理——一直是一項挑戰。磁場被廣泛認為對盤的演化和行星的形成至關重要,但其在 TW Hydrae 盤中的存在和結構此前並未被明確繪製出來。過去的研究主要依賴偵測特定偏振光模式來尋找磁場,但這些信號非常微弱且容易被其他效應掩蓋。Teague 及其團隊分析了 ALMA 測量到的、由盤中旋轉分子發出的特定無線電信號的展寬現象。透過解碼來自 CN 分子的光線中因磁場交互作用(稱為塞曼效應)引起的細微變化,研究團隊成功偵測到了磁場的蹤跡。

分析結果顯示,磁場強度可達 10 毫高斯,雖然這比冰箱磁鐵弱一千倍,但在行星形成的尺度上卻是巨大的。這些磁場從恆星延伸至 60 至 120 天文單位(AU),並且在盤中一個顯著的縫隙處,磁場結構發生了變化,這表明磁場活動與行星形成區域的塑造之間存在直接聯繫。Teague 表示:「這些磁場的存在和模式,與我們太陽系形成期間可能存在的太陽星雲中的磁場驚人地相似。這是我們迄今為止對塑造新世界誕生的無形之手的最佳觀察。」

這種方法為長久以來科學界關注的問題開闢了新的途徑:磁場如何驅動盤的演化?它們又如何影響行星的形成及其位置?隨著望遠鏡和儀器的靈敏度不斷提高,天文學家預計將能將這些技術應用於更多行星盤的研究。這項研究標誌著在理解其他恆星周圍行星形成機制以及我們自身宇宙鄰居的起源方面取得了重大進展。塞曼效應作為一種物理現象,其在天文學中的應用,例如測量太陽和其他恆星的磁場,已有多年的歷史。ALMA 望遠鏡的升級,例如即將推出的 Band 1 接收器,正是為了實現更大規模的這類觀測。這項研究證明了 ALMA 的能力,並預示著未來對行星系統磁場藍圖的深入探索。

來源

  • europa press

  • First Stages of Planet-Building Around Nearby Star

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