在美国天文学会(AAS)第244次会议上,研究人员公布了一项开创性的高角分辨率计划的发现,该计划为双星系统中年轻恒星周围的恒星盘中的行星形成过程提供了新的见解。

ALMA观测揭示双星系统中行星形成的新见解

该研究利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)和凯克II10米望远镜的近红外、分量分辨光谱的无与伦比的功能,对培育或抑制行星形成的条件提供了变革性的理解。

长期以来,围绕年轻恒星的原始气体和尘埃盘一直被认为是行星形成的场所。然而,确保盘寿命足以形成行星的条件以及导致其早期盘消散的触发因素仍然难以捉摸。前主序列双星系统中的恒星盘为探索这些问题提供了一个独特而理想的实验室。

通过分析盘面属性(例如大小、子结构和倾角)与恒星特征(例如旋转速度和磁场强度)之间的关系,研究人员开始解读控制这些恒星环境的复杂相互作用。双星和多星系统极为常见,这凸显了他们的研究意义。

这项创新研究结合了ALMA对恒星盘的毫米成像和使用Keck和NIRSPEC光谱仪对年轻恒星的高分辨率光谱。通过专注于轨道相对确定的双星,该团队可以控制轨道参数并强调恒星盘与其宿主恒星之间的关键关系。

该研究对DFTau双星(一对在长轨道上运行的准双星,平均间距为14个天文单位(1个天文单位等于地球与太阳的距离))进行了详细检查,发现ALMA探测到两个恒星周围盘中的冷尘埃。

其中一个圆盘被磁锁定在其中心恒星上,并积极地将物质吸积到恒星上,而另一个圆盘的内部区域似乎已被侵蚀并与快速旋转的中心恒星脱钩,这表明恒星旋转、磁盘锁定和早期圆盘消散之间存在潜在联系。DFTau的轨道、恒星圆盘和恒星倾角之间的错位可能会影响圆盘的演化。

相比之下,另一颗年轻的双星FOTau是一颗轨道更圆的双星,质量为22au,ALMA探测到的盘面与双星轨道非常吻合。两个恒星都表现出适中的旋转速度,似乎被磁锁定在盘面上。这些观测揭示了盘面和恒星的相似行为,为盘面寿命和耗散的动态提供了新的见解。

ALMA的高角度分辨率观测显示了复杂的盘状子结构,包括围绕单星和宽双星伴星的螺旋图案、间隙和环状结构。尽管DFTau和FOTau中的盘状子结构尚未解决,但能够确定密闭双星系统中的整体盘状属性标志着我们对行星形成环境的理解有了重大进步。

这项研究揭示了天文学领域的独特进展。获得的见解不仅增强了对恒星盘动力学的理解,而且为未来发现行星形成机制铺平了道路。