新計劃發現隱藏的「遷移」系外行星？

有一個望遠鏡可以看到遙遠星系中厚厚的塵埃環，這些環是巨大：在某些情況下足夠寬，以包圍我們太陽系的大多數或所有行星。它們是系外行星的誕生地，了解它們的運行原理可以讓我們了解太陽系中行星是如何形成的。現在，一組英國研究人員已經弄清楚了行星在這些環內應該如何運動，以及天文學家如何觀察這些運動，即使他們不能發現行星本身，研究結論於10月17日發表在《arXiv》。華威大學的行星天文學家Farzana Meru是這項研究的主要作者並表示：是行星在圓盤上打開了一個缺口。

博科園-科學科普：就像挖隧道的鼴鼠在花園表面留下的痕迹一樣，外行星也會在行星盤中開闢出路徑，天文學家可以通過這些盤觀察到行星，即使他們不能直接看到行星。即使是發現這些痕迹的能力也是新的，阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)望遠鏡於2013年3月在智利完成了這項工作。然而這些軌道的壽命還不夠長，不足以講述一個行星如何在其系統內遷移的漫長故事。研究人員早就知道行星可以顯著地改變它們的軌道，但從未觀察過它們的行為。

這張模擬圖片顯示了一顆正在遷移的系外行星周圍塵埃環，小塵埃在行星內部形成了一個環，大塵埃在行星外部形成了一個環。圖片：University of Warwick

Meru和她的團隊的技術可以改變這一點，這是因為即使阿爾瑪看不見這顆行星本身，它也能看到它周圍環帶中塵埃的大小。(電磁輻射)小波長對應小塵埃，大波長對應大塵埃。因此，研究人員通過觀察ALMA的數據可以看出，一個環上的灰塵是否比另一個環上的更厚或更細。Meru的研究小組模擬了這些塵埃粒子在地球遷移過程中的自我排序。發現，當一顆行星向恆星內部移動時，它應該會導致附近的塵埃粒子加速，並將它們拋入更寬的軌道。但更大的塵埃顆粒更容易被拋擲，而更小的顆粒由於受到環內環境氣體的阻力而減慢速度。

在很長一段時間內，這將在一個向內遷移的行星周圍形成兩個截然不同的塵埃環：一個在其軌道之外，由較厚的粒子組成，這些粒子在其運動過程中被拋向地球，還有一個在行星軌道內，由那些被周圍氣體減速而無法跟蹤的細小粒子組成。該研究小組發現，ALMA應該能夠在輻射波長範圍內觀察到來自遙遠碎片雲的精確調諧感測器的影響，這為捕捉正在運行的行星提供了最好的機會。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻：《arXiv》

文：Rafi Letzter/Live Science

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