小質量天體周圍發現塵埃盤結構：或成行星搜尋的觀測目標

在一些大質量的年輕恆星周圍，這樣的塵埃氣體雲盤常常可以被觀察到，但近日科學家們在4顆小質量天體的周圍同樣探測到了類似的吸積盤結構

藝術示意圖：圍繞一顆年輕恆星的塵埃氣體雲團。其中正在形成行星體的雛形

要想理解行星的形成機制，最佳的辦法之一便是直接目睹這一過程。現在，科學家們做到了。當一顆恆星在「年輕」的時候，其周圍常常被一個氣體與塵埃組成的圓盤圍繞，這就是所謂「吸積盤」結構。正是在這樣一個塵埃氣體盤內部，行星開始逐漸形成。

在一些大質量的年輕恆星周圍，這樣的塵埃氣體雲盤常常可以被觀察到，但近日加拿大蒙特利爾大學以及美國華盛頓卡內基梅隆大學的科學家們在4顆小質量天體的周圍同樣探測到了類似的吸積盤結構。其中三顆的質量非常小，基本可以被歸類到最小型的褐矮星行列——這三顆天體的質量值分別在木星質量的13~18倍之間，而剩下的那顆則更大一些，質量大致是木星的120倍左右。相關觀測結果將幫助我們了解恆星和行星是如何形成的。同時它也意味著宇宙中或許還隱藏著更多類似情況的天體。

科學家們此次觀測到的4顆天體中，三顆的質量非常小，基本可以被歸類到最小型的褐矮星行列——這三顆天體的質量值分別在木星質量的13~18倍之間，而剩下的那顆則更大一些，質量大致是木星的120倍左右

研究人員們表示，此次觀測到的這四顆天體中，有兩顆的年齡分別在4200萬到4500萬年之間。這樣的年齡數值將使它們成為被活躍吸積盤包裹的迄今已知年齡最老的天體。

蒙特利爾大學的安妮·鮑徹（Anne Boucher）是相關研究論文的第一作者，她表示：「對我們而言，在小質量天體系統中發現吸積盤結構是一件令人興奮的事，因為那些質量小到接近恆星最低質量下限的天體周圍仍然能夠存在孕育行星的吸積盤的這一事實，將告訴我們很多有關恆星和行星演化方面的信息。」

在這樣的塵埃與氣體雲團中，細小的塵埃顆粒互相碰撞、結合并逐漸變大，就像滾雪球一般逐漸「長大」，一直到變成一座小山的級別，隨後成為一座大山，最終形成所謂星子（planetesimal）——這是行星的雛形。隨後，這一激烈的碰撞與合并過程繼續進行，直到最終那些個頭最大的倖存下來，形成最終的行星體。而在所有這些最終保留下來的大個子中間，有些個體會吸引大量氣體，並最終形成氣態巨行星，類似太陽系中的木星與土星，而另外一些質量稍小的則形成類似地球與火星那樣的岩石星球，究竟成為哪一類，很大程度上要取決於它們各自的質量大小以及形成時所處的環境溫度高低。

在行星形成過程基本結束之後，在恆星周圍有時仍然會剩下一些塵埃顆粒物質，但很快會被強大的恆星風清掃乾淨。但在那之前，年輕恆星的周圍常常能夠看到一層薄薄的塵埃帶。

當天文學家們觀測到類似的塵埃氣體盤結構時，弄清楚其究竟處於什麼階段是十分關鍵的。觀測顯示這四顆天體周圍的吸積盤都並非處於行星形成後的階段，而是正處於行星形成的中間時期。

卡內基梅隆大學的喬納森·加尼（Jonathan Gagné）是這項研究的合著者，他表示：「關於圍繞小質量天體周圍的塵埃盤結構還有太多的東西需要去了解，以便能夠明確在這些塵埃盤結構內正在發生的機制，並幫助判斷它們是否能夠成為未來行星搜尋工作的理想觀測目標。」

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