天文学家在一颗年轻恒星周围的“迷雾”中发现了一个巨人

当天文学家首次用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）观测到它时，他们看到了一个平滑的、无行星的圆盘，如右图所示。由英国剑桥大学天文学家Álvaro Ribas领导的团队再次给了这颗恒星一次机会，并用ALMA在更长的波长下重新观测了它，这些波长比以前更深入地探测了原行星盘。这些新的观测结果，如左图所示，揭示了一个在之前的观测中被掩盖的缺口和一个环，这表明MP Mus可能毕竟有同伴。来源：ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）/A.Ribas等人

（蜘蛛网eeook.com）据剑桥大学：天文学家探测到一颗巨大的系外行星，其大小是木星的三到十倍，隐藏在一颗年轻恒星周围旋转的气体和尘埃盘中。

早期对这颗名为MP-Mus的恒星的观测表明，它是一颗孤独的恒星，周围没有任何行星，周围环绕着一团毫无特色的气体和尘埃云。

然而，使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和欧洲航天局盖亚任务的结果对MP Mus进行的第二次观察表明，这颗恒星毕竟并不孤单。

由剑桥大学领导的国际天文学家团队在恒星的原行星盘中发现了一个巨大的气体巨星：煎饼状的气体、尘埃和冰云，行星形成过程开始于此。这是盖亚首次在原行星盘内探测到系外行星。发表在《自然天文学》杂志上的研究结果表明，类似的方法可能有助于寻找其他恒星周围的年轻行星。

通过研究行星如何在年轻恒星周围的原行星盘中形成，研究人员可以更多地了解我们自己的太阳系是如何进化的。通过一个称为核心吸积的过程，重力使圆盘中的粒子相互粘附，最终形成更大的固体，如小行星或行星。随着年轻行星的形成，它们开始在圆盘上刻出缝隙，就像黑胶唱片上的凹槽一样。

然而，由于盘内气体和尘埃的干扰，观测这些年轻行星极具挑战性。迄今为止，只对原行星盘中的年轻行星进行了三次强有力的探测。

剑桥天文研究所的阿尔瓦罗·里巴斯博士领导了这项研究，他专门研究原行星盘。他说：“我们第一次观测到这颗恒星是在我们了解到大多数圆盘都有环和间隙的时候，我希望在MP-Mus周围找到可能暗示存在一颗或多颗行星的特征。”。

里巴斯在2023年使用ALMA观测了MP Mus（PDS 66）周围的原行星盘。结果显示，一颗年轻的恒星似乎在宇宙中孤身一人。它周围的圆盘没有显示出行星可能形成的任何间隙，而且完全平坦，毫无特色。

里巴斯说：“我们早期的观察显示，这是一个无聊的扁平圆盘。”。“但这对我们来说似乎很奇怪，因为这个圆盘的年龄在700万到1000万年之间。在那个年龄的圆盘上，我们预计会看到一些行星形成的证据。”

现在，里巴斯和他来自德国、智利和法国的同事们又给了穆斯议员一次机会。他们再次使用ALMA在3mm范围内观测到了这颗恒星，这是一个比早期观测更长的波长，使他们能够更深入地探测到星盘。

新的观测发现，在恒星附近有一个空洞，在更远的地方有两个缺口，这些缺口在早期的观测中被掩盖了，这表明MP-Mus可能并不孤单。

与此同时，欧洲南方天文台的研究员米格尔·维奥克正在揭开另一个谜团。利用盖亚的数据，他发现MP Mus“摇摆不定”

维奥克说：“我的第一反应是，我的计算肯定出了错误，因为众所周知，MP Mus的磁盘毫无特色。”。“当我看到阿尔瓦罗发表演讲，介绍磁盘中新发现的内腔的初步结果时，我正在修改我的计算，这意味着我检测到的摆动是真实的，很有可能是由一颗正在形成的行星引起的。”

通过结合盖亚和ALMA的观测结果，以及一些计算机建模，研究人员表示，这种摆动可能是由一颗质量不到木星十倍的气态巨星引起的，它绕恒星运行的距离是地球到太阳距离的一到三倍。

里巴斯说：“我们的建模工作表明，如果你把一颗巨大的行星放在新发现的洞穴里，你也可以解释盖亚信号。”。“使用较长的ALMA波长使我们能够看到以前看不到的结构。”

这是第一次以这种方式间接发现嵌入原行星盘的系外行星——通过将盖亚的精确恒星运动数据与对星盘的深入观测相结合。这也意味着，其他星盘中可能存在更多隐藏的行星，等待被发现。

里巴斯说：“我们认为这可能是很难在原行星盘中探测到年轻行星的原因之一，因为在这种情况下，我们需要ALMA和盖亚的数据。”。“较长的ALMA波长非常有用，但在这个波长下进行观测需要在望远镜上花费更多时间。”

里巴斯说，即将到来的ALMA升级，以及下一代甚大阵列（ngVLA）等未来望远镜，可用于更深入地观察更多的圆盘，更好地了解隐藏的年轻行星群，这反过来可以帮助我们了解我们自己的星球是如何形成的。