HD 15115的環形磁碟是啥？科學家解開周圍恆星的謎團

作者：文/虞子期

這是一張來自哈勃望遠鏡拍攝了的HD 15115的原始圖像，但因為恆星周圍的圓盤呈現出不對稱的延伸，這便成了這麼多年以來天文學家們一直困惑的問題。該星系中新發現的第二個環表明了遠離母恆星，就像一個「冰巨人」潛伏在了當前探測技術的領域之外。同時，科學家還發現發生「環形」圓盤顆粒是最小的記錄。相反，較大的材料都會在恆星周圍均勻的散布開來。就此了解這顆才發現的恆星為什麼會圍繞著一顆「環形」圓盤，科學家們展開了新的研究，結果解開了這兩顆恆星的謎團。

不平衡的環是恆星HD 15115謎團的開始

在2007年，NASA的哈珀太空望遠鏡有了一個關於恆星HD 15115的新發現，在這顆恆星的周圍存在著一個不平衡的環，其中一側的光碟延伸到了它的另一側，這個環和我們的距離大概是150光年。對於經線的看法，天文學家們分別提出了自己不同的見解。這其中包括：來自它遠處伴星的奇怪拖船、又或是從系統中拋出的行星。

Meredith MacGregor（麥格雷戈）是華盛頓特區卡內基科學研究所的天文學家，為了發現這些不對稱的準確來源，他將ALMA（阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列）轉向了恆星。在這個探索過程中，ALMA不但揭示了行星形成後會留下較大的灰塵顆粒，同時還通過哈勃望遠鏡看到了和氣體、其他輕質材料相關的較小顆粒。麥格雷戈表示，無法看到它的對稱性雖然讓我們感到驚訝，但我們卻證明了磁碟中確實存在兩個環，並且這兩個環之間還存在相應的間隙。

HD 15115現在是精英俱樂部的一部分

ALMA的圖片顯示這個碎片盤內擁有兩個成員，它們是獨立的材料袋，現在的HD 15115也是「精英俱樂部」的一部分。就目前的探測，這顆名叫HD 107146的年輕太陽恆星，擁有的觀測帶已經超過一條。只是，對其他的恆星而言，則很可能還有一個exoKuiper腰帶和外生帶，即使它們微弱到無法被科學家們直接觀察到。就我們目前的技術來說，還無法實現接收我們太陽系自己微弱的環數據。

從一顆恆星誕生開始，之前所餘下的塵埃和氣體一起撞擊形成了行星。事件的最後，這大部分的塵埃和氣體只有兩個結局，一是被恆星風吹走，二是它們被聚集到一個新生的世界。有一個直觀的數據可以說明一些問題，材料仍然留在圍繞恆星的巨大帶中，這是事件中佔比大約四分之一的情況。雖然這些碎片盤和我們太陽系中的柯伊伯帶和小行星特別相像，但它們實際上卻更為龐大，它們到底有岩石還是冰組成，這就取決於恆星和它們之間的距離了。

即使已經清楚了幾乎所有的材料，但HD 15115周圍的「兩條皮帶」卻仍然被狹窄的空隙間隔開來。這個複雜的過程需要的遠不僅僅是機會本身，還需要保持空白、以及清除這個差距，這便是它需要的巨大的東西。如果用一句話簡單的解釋清楚，那就是：為什麼在這個特殊的碎片帶，你保留兩條被清除間隙隔離開來的地帶，這種行星就會存在某種行星。

遠離恆星世界的冰巨人是罕見的寶藏

處在我們太陽系中的冰冷柯伊伯帶形成於海王星的引力相互作用，這樣類似的過程很有可能塑造HD 15115的差距，只是目前的我們還無法找到這其中的首要因素。當前的行星狩獵技術受限於自己可探測到的世界，即使是NASA的開普勒太空望遠鏡也只能依賴過境方法，這種調查的生命周期卻相對較短，這樣的方式局限於它恆星附近軌道運行的世界。或許你會說，不是還有徑向速度測量法嗎？但它也只能發現那些年輕的世界，通過直接成像的方式捕捉和它們距離較遠的恆星的行星光芒，但當行星老化之後，卻會因為冷卻而散發出較少的光芒。

這一切的都說明了，如果將其和土星、木星這樣的氣體巨人相比，更像天王星和海王星、遠離它們的恆星世界的冰巨人才是人類罕見的寶藏。一個天文單位（AU）是地球和太陽之間的距離，新發現HD 15115和它的恆星之間有近60個天文單位的差距。因為有了這樣的距離和寒冷環境，說明了身處此處的所有行星都如冰巨人一般，那些看不見的行星的質量和大小直到現在還是一個謎，科學家們希望通過模型來對它進行更深刻的了解，從而推斷出那些曾經無法檢測到的東西是如何存在。

HD 15115周圍環形磁碟奇怪形狀背後的神秘面紗

這項新的研究揭示了兩個問題的答案，一方面為大家展示了一個潛在卻看不見的世界之外，另一方面對解決HD 15115周圍環形磁碟奇怪形狀的背後原因提供了幫助。哈勃望遠鏡下的這顆恆星的圓盤東側延伸至315個AU，西側的延伸則超過550AU，這樣的數據說明了這個針狀形狀呈現了巨大的不對稱性。並且，當這個原始磁碟的大部分都被吹走之後，我們在剩下的部分只看到了小氣體顆粒，這足以說明這種材料本身，也應該是由那些很小的輕微顆粒構成，所以才會如此輕易的被其他物體所移動。

科學家們對HD 15115遙遠伴星的認知也在發生變化，從環形翹曲盤到材料被拖走形成針狀結構，這一新發現被視為一個獨立恆星運行的技巧。相反，麥格雷戈認為經線還有可能是來自其和漂浮在恆星空間的物質碰撞所產生，HD 15115本身就在銀河系周圍移動，這樣的行動路徑很可能會與密集的氣體和塵埃接觸，發生碰撞的時候便可能會減慢較輕的材料，然後那部分較重的碎片會繼續向前。研究人員們希望通過以後的觀察，可以更多的解釋恆星的準確信息，幫助人類更了解碎片盤的形成和演變過程，至少，ALMA確實徹底改變了我們的碎片磁碟圖片。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！