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chanti 2015-2-27 12:08 AM

被行星扭曲的拱星碎屑盤

天文學家利用哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)數度拍攝繪架座Beta星(Beta Pictoris)影像,呈現環繞在這個年僅2000萬歲的恆星旁的拱星碎屑盤(circumstellar debris disk)被其中的行星攪擾得變形的景象。          天文學家早在1984年就已知繪架Beta周圍有氣體與塵埃組成的碎屑盤,這是第一個確認擁有明亮塵埃碎屑盤的恆星,且這個扁平狀的碎屑盤恰好側向地球。1991年藉由哈伯的光譜觀測,發現時常有彗星墜入繪架Beta恆星的證據。2009年時,天文學家在碎屑盤中發現一顆氣體巨行星繪架Beta b,後來更直接拍攝到這顆行星的影像。這顆氣體巨行星繞繪架Beta公轉一周僅需18~22年,因此天文學家僅需持續監測個短短數年,就可以看到繪架Beta b的位置有明顯的移動。這讓科學家得以藉機瞭解深埋在繪架Beta碎屑盤中的巨行星究竟會如何讓塵埃盤扭曲變形。
          哈伯的這幅2012年拍攝的新影像,可呈現離中間恆星約10億公里之處的狀況(相當於土星軌道的大小)。美國亞利桑那大學(University of Arizona)Daniel Apai表示:有些理論模型預測因受到短週期行星的重力影響而使得碎屑盤內側部分的結構變得複雜,而哈伯新影像證實了這項預測是正確的;天文學家們因而可將這項預測應用到其他有塵埃碎屑盤的系外行星系統中。
          Apai等人將哈伯於1997年與2012年拍攝的繪架Beta影像相互比對,如右上圖,結果發現整個碎屑盤雖然像旋轉木馬一樣環繞繪架Beta公轉,但盤中的塵埃分布在這15年間卻幾乎沒有改變過。這意味著大約在繪架Beta b公轉一周的時間尺度內,碎屑盤的結構在自轉方向上大致是平順而連續的。其中,1997年和2012年的影像,都是用哈伯上的太空望遠鏡光譜相機( Space Telescope Imaging Spectrograph),以日冕影像模式拍攝的結果,也就是製造人工日食,將中央的明亮恆星遮蔽以便將周圍較昏暗的塵埃碎屑盤呈現出來。
          由於繪架Beta的塵埃碎屑盤恰好側向地球,且因為盤中塵埃散射大量星光而使得塵埃碎屑盤相當明亮,因此很容易就可觀測到。更甚者,這個系統距離地球僅約63光年,是迄今所有已知塵埃盤系統中距離比較近的,因此更便於觀測。是以,儘管哈伯目前已經觀測過近20個散射星光的拱星盤系統,但繪架Beta不僅是其中最初發現的,也是年輕行星系統看起來會是何種模樣的最佳典範。
          天文學家最近從這些拱星碎屑盤中學習瞭解到的其中一件事,就是它們的結構和塵埃量不僅差異大到令人驚訝,而且可能與這些行星系統中行星所在位置與質量大小有關。所以,即便繪架Beta的拱星碎屑盤是年輕行星系統的原型,但可能稱不上是個令人滿意的原型。這是因為繪架Beta碎屑盤中的塵埃量特別多,可能是不久前有看不見的行星級和小行星級天體發生大型撞擊事件而造成的,特別是在繪架Beta碎屑盤西南方向有個明亮的氣體塵埃瓣(lobe),可能就是火星級天體劇烈撞擊毀滅之後的結果。
        資料來源:[url=http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/06/]http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/06/[/url], 2015.02.19, KLC
「引用自臺北天文館之[url=http://tamweb.tam.gov.tw]網路天文館[/url]網站」
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