發現最年輕、正形成系外行星 塵埃氣體吸聚中

生活中心/台北報導

天文學家利用位在夏威夷的2座10米凱克望遠鏡,首度直接捕捉到一顆正在形成的系外行星影像。這顆熾熱的「原行星」周圍環繞著一圈溫度較低的塵埃和氣體,且這些塵埃氣體還正落往這顆正在形成的原行星上,影像顯示這顆行星恰好位在年輕母星與一個更外側的塵埃盤之間間隙中。

夏威夷大學(University of Hawaii)天文研究所的天文學家亞當克勞斯(Adam Kraus)表示,這顆編號為LkCa 15 b的新發現天體是迄今發現的系外行星中最年輕的,年齡大約只有之前已知最年輕系外行星的1/5而已。由於它還處在形成過程中,以往的技術與儀器根本無法測量到這麼靠近母星旁的這類現象。但是藉由2座凱克望遠鏡的自適應光學系統及孔鏡遮罩干涉技術,天文學家才得以首度直擊並測量正在形成的行星以及其周圍的塵埃物質。

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干涉技術從1800年代開始發展,直到7年前開始與自適應光學系統結合之後,天文學家才有能力研究鄰近年輕恆星周圍的細節。其中,自適應光學系統可抵銷地球大氣擾動的干擾,而孔徑遮罩干涉技術則是在望遠鏡前方光路上加裝挖了好幾個洞的小型遮罩來進行干涉觀測,就像是有一組小型鏡片組成的望遠鏡陣列一樣,可以抑制光波變形。如此一來,天文學家便可消除恆星周圍明亮的光輝,讓比較昏暗的行星和塵埃盤顯現出來。

左上圖左中可見凱克拍攝到的LkCa 15恆星周圍的塵埃盤,這是由塵埃盤中的低溫塵埃所發出的輻射,塵埃盤中間的空洞是半徑約55AU的間隙。左上圖右則是將中間部分再放大,星星記號顯示中央母星的位置,正在形成中的LkCa 15 b與母星相距約11AU左右,約比土星到太陽的距離再稍遠一些。1AU等於1天文單位,是地球與太陽的平均距離,大約1億5000萬公里。

LkCa 15位在金牛座方向,鄰近金牛座Tau星附近,R濾鏡亮度約11.8星等,距離約456光年。LkCa 15 b的發現是在一個巡天計畫中,所找到的位在各恆星形成區內150個富有塵埃的年輕恆星之一,克勞斯等人再從中挑選了約10顆恆星進行深入觀測。不過LkCa 15並不是他們首選目標,只是排名第2的而已,卻有此驚訝的發現,讓克勞斯等人開心不已。

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克勞斯等人等人計畫一年後再回頭來以同樣方式觀察LkCa 15 b,看看有沒有什麼變化。不過,屆時他們可能會用各種不同的波段來進行研究,以便蒐集更多資訊。(圖、文/引用自臺北天文館之網路天文館網站)