ALMA的一项令人惊讶的化学发现可能有助于检测和确认原行星
科学家使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)研究年轻恒星周围的原行星盘，发现了迄今为止最令人信服的原行星形成的化学证据。这一发现将为天文学家提供一种在无法直接观测或成像时检测和表征原行星的替代方法。研究结果将发表在即将出版的《 天体物理学杂志快报》上。
HD 169142 是一颗位于人马座的年轻恒星，由于其巨大的、富含尘埃和气体的星周盘的存在而引起了天文学家的极大兴趣，而且几乎可以从正面观察。在过去的十年中，已经确定了几颗原行星候选者，今年早些时候，列日大学和莫纳什大学的科学家证实，其中一个候选者——HD 169142 b——实际上是一颗巨大的类木星原行星。ALMA(国家科学基金会的国家射电天文台(NRAO)是一项国际合作组织的成员)对档案数据进行的新分析中揭示的发现现在可能使科学家更容易检测、确认并最终表征原行星围绕年轻恒星形成。
天体物理中心天文学家查尔斯·劳 (Charles Law) 表示：“当我们在亚毫米波长下观察 HD 169142 及其圆盘时，我们发现了这颗最近确认的气态巨行星原行星的几个引人注目的化学特征。” 哈佛和史密森尼是这项新研究的主要作者。“我们现在已经确认，我们可以使用化学特征来找出年轻恒星周围的圆盘中可能形成的行星类型。”
该团队专注于 HD 169142 系统，因为他们相信 HD 169142 b 巨型原行星的存在很可能伴随着可检测到的化学特征，他们是对的。Law 的团队检测到一氧化碳(12 CO 及其同位素13CO)和一氧化硫(SO)，此前已检测到它们并被认为与其他盘中的原行星有关。但该团队还首次检测到一硫化硅(SiS)。这令人惊讶，因为为了让 ALMA 能够检测到 SiS 发射，硅酸盐必须在气体高速运动引起的巨大冲击波中从附近的尘埃颗粒中释放出来，这种行为通常是由巨大原行星驱动的外流造成的。“SiS 是我们以前从未在原行星盘中见过的分子，更不用说在巨型原行星附近了，”劳说。“检测到 SiS 发射引起了我们的注意，因为这意味着这颗原行星必须在周围的气体中产生强大的冲击波。”
通过这种新的化学方法来探测年轻的原行星，科学家们可能会打开一扇了解宇宙的新窗口，加深他们对系外行星的理解。原行星，尤其是那些仍然嵌入其母星周盘中的原行星，例如 HD 169142 系统中的原行星，提供了与已知系外行星群的直接联系。“系外行星存在巨大的多样性，通过使用 ALMA 观测到的化学特征，这为我们提供了一种新的方法来了解不同的原行星如何随着时间的推移而发展，并最终将它们的特性与系外行星系统的特性联系起来，”劳说。“除了为 ALMA 寻找行星提供新工具外，这一发现还开启了许多我们以前从未见过的令人兴奋的化学反应。随着我们继续调查年轻恒星周围的更多圆盘，我们不可避免地会发现其他有趣但意想不到的分子，就像 SiS 一样。诸如此类的发现意味着我们仅仅触及了与原行星环境相关的真正化学多样性的表面。”
国家射电天文台 (NRAO) 是国家科学基金会 (NSF) 的一个主要设施，根据联合大学公司 (Associated Universities, Inc.) 的合作协议运营。
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