《天文学与天体物理学》杂志发表的一项新研究,为人类带来了一场跨越440光年的天文奇观——科学家在豺狼座“HD 135344B”恒星附近,直接观测到一颗巨型“准行星”正在形成,相当于见证了行星诞生的“现场直播”,为人类探索行星起源提供了珍贵的实证。
“HD 135344B”距离地球约440光年,是一颗比太阳更庞大明亮的年轻恒星,其质量、半径和光度分别约为太阳的1.5倍、2.1倍和6.4倍。与成熟恒星不同,这颗年轻恒星仍保留着原行星盘——一个由气体和尘埃构成的盘状结构,它如同行星的“摇篮”,盘中物质经长期聚集、碰撞与合并,最终可能形成行星。早在2016年,科学家就发现其原行星盘存在几条螺旋状旋臂,推测这是一颗巨型行星形成时,引力扰动周围物质产生密度波所致,但受观测水平限制,这颗“准行星”始终未现身。
此次研究借助安装在“甚大望远镜”上的“增强分辨率成像仪和光谱仪”(ERIS),终于捕捉到了这颗“准行星”的踪迹。ERIS擅长在红外波段观测,能穿透浓厚的尘埃迷雾,捕捉此前无法探测的微弱信号。科学家在其中一条旋臂根部,清晰观测到一个明亮光斑,恰好与理论预测的“准行星”位置吻合。
据估算,这颗“准行星”当前质量约为木星的两倍,超过太阳系八大行星总质量,且仍在快速吸积周围气体和尘埃,未来将成长为更庞大的天体。它的发现,有力印证了主流行星形成理论——“核心吸积”模型。该模型认为,行星形成是循序渐进的过程:原行星盘中的微小尘埃先通过静电力吸附成物质团,再经碰撞合并形成公里级“星子”,最终聚合成固体核心。
原行星盘中的“冻结线”是关键分界,线外温度极低,水等挥发性物质冻结成冰,冰的丰富性让固体核心快速增长。当核心质量达到地球10倍时,便能捕获氢气和氦气,通过引力与物质吸积的正反馈机制,快速膨胀为气态巨行星。而这颗“准行星”与恒星的距离,恰好相当于海王星与太阳的距离,处于“冻结线”外侧边缘,充足的冰物质为其快速成长提供了条件。
值得一提的是,“准行星”引力收缩产生的巨大热量,使其成为辐射红外光的热源,而ERIS的红外高对比度观测能力,让这场遥远的行星形成“现场直播”得以被人类观测。此次发现,不仅填补了行星形成观测的关键空白,更让科学家得以直观验证行星形成理论,为探索宇宙中更多行星的诞生奥秘,打开了新的窗口。