天文学家首次清楚地识别出形成中的系外卫星，尘埃“圆盘”提供了证据

通过与欧洲南方天文台(ESO)合作的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)，天文学家首次明确地探测到太阳系外一颗行星周围存在一个“圆盘”。这些观测结果，将为卫星和行星如何在年轻的恒星系统中形成提供新的线索。

由于ALMA观测以如此精确的分辨率获得，他们可以清楚地识别出这个“圆盘”是在一个尘埃环绕的星球上形成的，这个星球距离地球370光年。

法国格勒诺布尔大学(University of Grenoble)和智利大学(University of Chile)的研究员米里亚姆·贝尼斯蒂(Myriam Benisty)领导了今天发表在《天体物理学杂志通讯》(the Astrophysical Journal Letters)上的这项新研究。

这个被称为“环行星盘”（circumplanetary disk）的盘状物围绕着系外行星PDS 70c, PDS 70c是两颗巨大的类木行星之一，围绕着一颗近400光年远的恒星运行。天文学家之前曾在这颗系外行星的周围发现了一个“形成月球”（moon-forming）的圆盘的迹象，但由于他们无法清楚地分辨出这个圆盘与其周围环境的区别，所以直到现在他们也无法确认它的探测结果。

此外，在ALMA的帮助下，Benisty和她的团队发现，这个“圆盘”的直径大约与太阳到地球的距离相同，其质量足以形成三个相当于月球大小的卫星。

虽然每个恒星系统都被认为至少包含一颗行星，但很多行星都有至少一个（通常是多个）卫星。比如木星有79个卫星，而且还在增加。

这一发现为了解宇宙的演化打开了一扇窗，因为人们认为气体巨星周围的卫星比行星更有可能发现生命。

但这些结果不仅是发现卫星如何形成的关键。美国卡耐基科学研究所地球和行星实验室研究员Jaehan Bae表示：“这些新观测结果，对于证明迄今为止无法验证的行星形成理论也非常重要。”

行星形成于年轻恒星周围的尘沙盘中，当它们从这个环绕恒星的盘中吞噬物质并生长时，就会挖出空洞。在这个过程中，行星可以获得自己的“环绕行星”的圆盘，通过调节落在行星上的物质的数量来促进行星的生长壮大。与此同时，环绕行星盘中的气体和尘埃，可以通过多次碰撞逐渐聚集成更大的物体，最终导致卫星的诞生。

但是天文学家还没有完全了解这些过程的细节。“简而言之，目前还不清楚行星和卫星是何时、何地以及如何形成的，”ESO研究员Stefano Facchini解释称，他也参与了这项研究。

到目前为止，已经发现了4000多颗系外行星，但它们都是在成熟的系统中发现的。而PDS 70 b和同一个行星系统中的另一颗行星PDS 70 c，是到目前为止发现的绝无仅有的两颗仍处于形成过程中的系外行星。它们为天文学家提供了一个难得的机会，来研究行星和卫星的形成。

PDS 70b和PDS 70c分别于2018年和2019年首次被ESO的超大望远镜(VLT)发现，最新的高分辨率ALMA观测使天文学家对它们有了进一步的了解。

除了确认PDS 70c周围的环绕行星盘的探测和对其大小和质量的研究外，他们发现PDS 70b并没有明显的证据表明有这样的“圆盘”，这表明PDS 70c缺乏来自其诞生环境的尘埃物质。

这项研究发表在《天体物理学杂志通讯》上，题为“A Circumplanetary Disk Around PDS 70c”。

译/前瞻经济学人APP资讯组

参考来源：https://phys.org/news/2021-07-astronomers-moon-forming-disc-exoplanet.html