天文学家发现一颗年轻恒星周围有大量碳分子

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來源:大紀元



天文学家观测到年轻恒星ISO-ChaI 147四周的原行星盘中有大量含碳分子。此为艺术家绘制的示意图。(NASA/JPL-Caltech)

【大纪元2024年06月10日讯】（大纪元记者陈俊村报导）天文学家在一颗年轻恒星四周由气体和尘埃构成的盘状结构中发现大量含碳分子，这是迄今在此类盘状结构中所发现的最大量含碳分子，也是首次在太阳系以外侦测到乙烷。这意味着该恒星四周可能有行星形成。

美国国家航空航天局（NASA）在6月6日发布的新闻稿中指出，岩石行星（rocky planet）比气态巨行星（gas giant）更可能在低质量恒星四周形成，这使得岩石行星成为银河系中最常见恒星周围最常见的行星。

人们对这种世界的化学成分知之甚少。这样的世界可能与地球相似或迥然不同。藉由研究恒星四周能形成行星的原行星盘（protoplanetary disk），天文学家希望更好地了解行星形成的过程与形成后的行星之成分。

极低质量恒星四周的原行星盘很难研究，因为它们比高质量恒星四周的原行星盘还小和模糊。但在NASA具有卓越观测能力的詹姆斯‧韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的帮助之下，天文学家能够对研究这样的原行星盘。

在一项新的研究中，由天文学家组成的国际研究团队利用韦伯太空望远镜对ISO-ChaI 147这颗低质量年轻恒星的原行星盘进行观测。

ISO-ChaI 147距离地球约600光年。它的年龄只有100万至200万岁，质量比太阳略高10%。观测结果显示，该恒星四周的原行星盘有13种不同的含碳分子，这是迄今在原行星盘中发现的最大量含碳分子。

这些含碳分子包括首次在太阳系外侦测到的乙烷（C2H6），另外还有乙烯（C2H4）、丙炔（C3H4）和甲基自由基（CH3）。

该研究的主要报告撰写人、荷兰格罗宁根大学（University of Groningen）的研究人员阿拉伯哈维（Aditya Arabhavi）表示，科学家先前已经在太阳系中侦测到这些分子，例如在“67P/楚留莫夫─格拉希门克”（67P/Churyumov-Gerasimenko）和C/2014 Q2等彗星中。

阿拉伯哈维说：“韦伯太空望远镜让我们了解到这些碳氢化合物分子不仅多种多样，而且含量丰富。令人惊讶的是，我们现在可以看到这些分子在行星摇篮中跳舞。这个行星形成环境与我们通常想像的非常不同。”

由于这个原行星盘中有丰富的含碳分子，能形成行星的固态物质中留存的碳可能就很少。因此，最终形成的行星可能是少碳行星，就像地球一样。

同样来自格罗宁根大学的另一名研究人员坎普（Inga Kamp）说，这与我们在类太阳恒星周围的圆盘中看到的成分截然不同。在这些圆盘中，水和二氧化碳等含氧分子占主导地位。

参与这项研究的法国国家科学研究中心（Centre national de la recherche scientifique）研究人员佩林（Agnés Perrin）补充说：“令人难以置信的是，我们能在六百多光年之外的物体中检测和量化我们在地球上熟知的分子，例如苯。”

研究团队接下来计划将研究范围延伸至低质量恒星周围的原行星盘上比较大的样本，以进一步了解此类富含碳的行星形成区域有多么常见或奇特。

德国马克斯-普朗克天文研究所（Max Planck Institute for Astronomy）的研究人员亨宁（Thomas Henning）说：“扩大我们的研究也能让我们更好地了解这些分子如何形成。”

他提到，韦伯太空望远镜的观测资料中仍有几个特征无法辨识，所以将来需要更多的光谱才能充分解读其观测结果。