天文学家找到了一种直接测量原行星盘中气体量的方法,无需对不同类型气体的相对量做出假设,使得这种方法比以前的方法更加准确和稳健。

一种独立于模型的原行星盘称量方法

行星在年轻恒星周围的气体和尘埃原行星盘中形成。科学家通过观察原行星盘的光谱,即原行星盘成分发射的无线电波的波长来研究原行星盘。氢气是原行星盘的主要成分,但很难直接测量,因为它不能有效地发射无线电波。一氧化碳通常用作替代物,但氢气与一氧化碳的比例会因环境而异,从而导致总质量估计存在很大的不确定性。

由日本研究生院研究生TomohiroYoshida领导的团队搜索了阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)档案数据,以观察TWHydrae恒星周围最近的原行星盘。由此,他们生成了一张比之前的研究灵敏度高15倍的无线电图像,使他们不仅可以检查光谱线的波长,还可以检查它们的形状。

根据一氧化碳线的形状,该团队能够测量圆盘中心附近的气体压力。该压力揭示了中心附近气体的总质量,而无需对氢气与一氧化碳的比例做出任何假设。该团队发现,尽管行星形成过程接近尾声,但TWHydrae系统的内部区域仍有足够的气体来形成木星大小的行星。

这项研究的主要作者吉田说:“我们希望将这项新技术应用于其他磁盘,并研究具有不同特征和不同年龄的行星形成磁盘中的气体量,以阐明气体消散过程和形成过程行星系统。”