IT之家 5 月 9 日消息，這是我們第一次看到太陽(yáng)系之外小行星帶的紅外圖像。它揭示了恒星北落師門(mén)（Fomalhaut）周?chē)钦鎸?shí)場(chǎng)景。那里實(shí)際上有三個(gè)小行星帶，其中包括兩個(gè)人類(lèi)以前從未見(jiàn)過(guò)的內(nèi)部小行星帶（inner belt）。
天文學(xué)家利用 NASA 的詹姆斯?韋布空間望遠(yuǎn)鏡獲取到了北落師門(mén)周?chē)@一片溫暖塵埃，這也為人類(lèi)通過(guò)紅外線在太陽(yáng)系之外首次觀測(cè)到的小行星帶。出乎意料的是，這些塵埃結(jié)構(gòu)比我們太陽(yáng)系的小行星帶和柯伊伯帶要復(fù)雜得多。
這顆恒星向外延伸出了三個(gè)嵌套的小行星帶，距離約 230 億千米，相當(dāng)于地球到太陽(yáng)的距離的 150 倍。最外層小行星帶的規(guī)模大約是我們太陽(yáng)系的柯伊伯帶的兩倍，不過(guò)后者（海王星外的小天體）都是些冰冷塵埃。
韋布首次展示了前所未見(jiàn)的北落師門(mén)內(nèi)部小行星帶。它們環(huán)繞著這顆年輕而熾熱的恒星。值得一提的是，它是可以用肉眼看到南雙魚(yú)座中最亮的恒星，因此也稱為南魚(yú)座 α。
小行星帶是大型天體碰撞產(chǎn)生的碎片，類(lèi)似于小行星和彗星，我們一般將其描述為“碎片盤(pán) / 碎屑盤(pán)（debris disks）”。
“我會(huì)把北落師門(mén)描述為我們銀河系其他地方發(fā)現(xiàn)的碎片盤(pán)的原型，因?yàn)樗某煞峙c我們自家的行星系統(tǒng)中的成分頗為相似”，圖森亞利桑那大學(xué)的 András Gáspár 說(shuō)道，“通過(guò)觀察這些環(huán)的模式，我們實(shí)際上已經(jīng)可以開(kāi)始繪制行星系統(tǒng)應(yīng)該是什么樣子的草圖 —— 如果我們真的能拍攝到足夠深的照片來(lái)看到疑似行星的話?！?/p>
據(jù)IT之家所知，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和赫歇爾空間天文臺(tái)，以及阿塔卡馬大型毫米波 / 亞毫米波陣列 (ALMA) 之前已經(jīng)拍攝了最外層小行星帶的清晰圖像，雖然它們都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它的任何內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這一次也是韋伯首次用紅外光分辨出了星群內(nèi)帶。
哈勃、阿爾瑪和韋伯準(zhǔn)備聯(lián)合起來(lái)對(duì)許多恒星周?chē)乃槠P(pán)進(jìn)行全面觀察。亞利桑那大學(xué)研究小組的沃爾夫說(shuō)：“有了哈勃和 ALMA，我們能夠?qū)σ欢芽乱敛畮У念?lèi)似物進(jìn)行成像，我們已經(jīng)了解了外盤(pán)是如何形成和演化的”“但我們需要韋伯讓我們?cè)谄渌胤脚臄z十幾個(gè)小行星帶。我們可以了解到這些圓盤(pán)內(nèi)部溫暖區(qū)域的信息，就像哈勃和 ALMA 教給我們的更冷的外部區(qū)域一樣多?！?/p>
據(jù)悉，北落師門(mén)的塵埃環(huán)是在 1983 年通過(guò) NASA 的紅外天文衛(wèi)星（IRAS）觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的。之前的長(zhǎng)波觀測(cè)結(jié)果，包括在夏威夷莫納克亞山的亞毫米望遠(yuǎn)鏡、NASA 的斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡以及加州理工學(xué)院的亞毫米波望遠(yuǎn)鏡上，也證實(shí)了這個(gè)環(huán)的存在。
“圍繞北落師門(mén)分布的這些星帶就像是一本懸疑小說(shuō)：行星在哪里？”該研究小組的另一位成員、韋布的中紅外儀器（MIRI）的美國(guó)科學(xué)負(fù)責(zé)喬治?里克說(shuō)道，“我認(rèn)為，很容易想到這顆星周?chē)赡艽嬖谝粋€(gè)非常有趣的行星系統(tǒng)。”
沃爾夫補(bǔ)充說(shuō)道?！斑@個(gè)結(jié)構(gòu)非常令人興奮，因?yàn)槊慨?dāng)一個(gè)天文學(xué)家看到盤(pán)狀物中的空隙和環(huán)時(shí)，他們都會(huì)說(shuō)，‘可能存在一個(gè)內(nèi)嵌的行星在塑造這些環(huán)！’”
此外，韋伯還拍攝了 Gáspár 所稱的“大塵埃云”，這可能是兩個(gè)原行星體在外環(huán)發(fā)生碰撞的證據(jù)。這與 2008 年哈勃望遠(yuǎn)鏡首次在外環(huán)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的一顆疑似行星的特征不同。隨后的哈勃觀測(cè)顯示，到 2014 年，這個(gè)物體已經(jīng)消失了。一種合理的解釋是，這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的特征，就像之前發(fā)現(xiàn)的一樣，是兩個(gè)冰體相互碰撞后形成的非常細(xì)小的塵埃粒子組成的膨脹云。
原行星盤(pán)圍繞恒星的想法可以追溯到 18 世紀(jì)末，當(dāng)時(shí)天文學(xué)家伊曼努爾?康德和皮埃爾?西蒙?拉普拉斯分別獨(dú)立提出了太陽(yáng)和行星由旋轉(zhuǎn)的氣體云形成的理論，這些氣體云在重力作用下坍塌并變平。隨著行星的形成和系統(tǒng)中原始?xì)怏w的消散，碎片盤(pán)的形成要晚一些。它們表明，像小行星這樣的小天體正在發(fā)生災(zāi)難性的碰撞，并將它們的表面粉碎成巨大的塵埃和其他碎片云。對(duì)其塵埃的觀測(cè)為了解系外行星系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)提供了獨(dú)特的線索，可以深入到地球大小的行星，甚至小行星，這些行星太小了，無(wú)法單獨(dú)觀察。
目前，該團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在《自然天文學(xué)》雜志上，感興趣的用戶可以去看一下。
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