天文學家可能首度目擊了系外衛星的形成

撰文：NADIA DRAKE 編譯：邱彥綸

這張由亞他加馬大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）所拍攝的影像，是PDS 70恆星系統周圍的塵埃圓盤。塵埃盤內有兩個黯淡的光斑，其中一個可能是我們首度目擊系外衛星即將形成的模樣。IMAGE BY A. ISELLA, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

這可能是我們首度目擊一顆遙遠又巨大的行星，正在形成衛星的過程。

從這張由智利亞他加馬大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）天文臺所拍攝的影像中，可以看到在這顆370光年遠的小型恆星周圍有顆年輕的行星，行星好像被包裹在一圈塵埃氣體圓盤內──科學家認為就是這種結構，讓數十億年前的木星形成了眾多的衛星。

藝術家對PDS 70恆星系統的想像圖。環繞著巨行星的黯淡塵埃盤，可能會有顆新衛星正從此處誕生。ILLUSTRATION BY S. DAGNELLO, NRAO/AUI/NSF

這篇研究是由萊斯大學（Rice University）的安德烈．尹沙拉（Andrea Isella）所領導，他在聲明中表示：「在它周圍，很有可能形成行星大小的衛星。」

「巨行星的周圍有即將形成衛星的巨大圓盤，這顯然相當合理。」史丹佛大學（Stanford University）的布魯斯．麥金塔（Bruce Macintosh）7月初在《天體物理學期刊快報》（Astrophysical Journal Letters）上發表這樣的評論，「這個結果很有趣，且可能性極高。」

哈佛－史密森尼天體物理中心（Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics）的西恩．安德魯斯（Sean Andrews）對此表示贊同，他還補充說明，這幅影像應該是我們第一次拍攝到正在形成的系外衛星。

「如果這個最後的結果沒錯，」他說：「這將是重要的第一擊。」

旋轉環繞

先前天文學家已經在恆星周圍看到了許多類似的塵埃雲。這種結構稱為環星盤（Circumstellar Disk），行星就是從此處生成──雖然我們對塵埃形成行星的確切過程仍不太清楚。在某些狀況下，天文學家認為他們可以看到新生行星在這些環星盤中清出軌道，而ALMA已經拍攝到許多這類新生行星的影像。

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系外行星的出現，挑戰了我們在宇宙中是孤獨存在的想法。一起跟著影片來了解系外行星的種類、科學家搜尋們系外行星的方法，以及銀河系裡究竟可能有多少的系外行星。

但到目前為止，還沒有人看到行星周圍的塵埃盤；要在太陽系外直接看到行星已經非常難了，更不用說是環繞著年輕巨大行星的瀰漫碎屑雲。

ALMA是由散布在亞他加馬沙漠上的66座碟形電波望遠鏡所組成的巨大陣列。尹沙拉和他的同事利用ALMA在2017年所收集到的資料，研究被塵埃環繞的PDS 70恆星系統。這個恆星系統中有顆名為PDS 70b的行星，大小和木星差不多，它在圍繞著年齡約600萬年的小型母恆星的環星盤中清出了一條縫隙。另一顆名為PDS 70c的行星沿著縫隙的內緣繞行，和母恆星的距離約相當於海王星到太陽的距離。

一開始，PDS 70c周圍的朦朧區域看起來像是個黯淡的氣體臂。但今年研究團隊利用一種稍微不同的方法重新處理這個ALMA的資料，才將這些不規則區域解析出塵埃環的結構。尹沙拉和他的同事認為，這張經過重新處理的影像是環繞行星的碎屑盤，衛星就是從這種結構內形成，迅速成長的行星也能從此吸取物質。

「我們相信木星的衛星是從年輕木星周圍的圓盤中形成的，而且這種環行星盤對行星形成也非常重要。」他說。