哈勃望远镜发现了一个奇怪而巨大的圆盘,其大小是我们太阳系的40倍

煤油灯科技2026-07-08 09:42

哈勃望远镜的观测结果显示,一个巨大且动荡的行星形成盘或许会重塑关于行星系统如何形成的理论。

美国国家航空航天局(NASA)的哈勃太空望远镜研究人员,捕捉到了有史以来围绕年轻恒星的最大原行星盘影像。

首次在可见光下观测到,该星盘远比预期更为动荡无序,星盘上下方延伸出的物质流远超任何可比星系的高度。更为奇特的是,最长的物质流仅出现在一侧。

该研究结果发表于《天体物理学杂志》,堪称哈勃望远镜取得的重大成就,为极端条件下行星的形成方式提供了新的见解,推动了美国国家航空航天局(NASA)探索宇宙及我们在宇宙中所处位置的更广泛研究。

规模空前的行星形成盘

该天体名为IRAS 23077+6707,绰号“德古拉奇维托”,距地球约1000光年,跨度近4000亿英里。这使其宽度约为我们太阳系延伸至冰冻天体柯伊伯带跨度的40倍。

该星盘规模庞大且密度极高,以至于遮挡了中心年轻恒星的视线。天文学家认为,这颗恒星可能是一颗炽热的大质量恒星,也可能是一对距离极近的双星。其庞大的体积已使其与众不同,而其结构更表明,它或许是迄今发现的最为奇特的行星形成星盘之一。

哈佛-史密森尼天体物理中心(CfA)的首席作者克里斯蒂娜·蒙什表示:“我们在原行星盘成像中极少能观察到如此精细的细节,而哈勃望远镜的这些新图像表明,行星孕育之地远比我们预想的更为活跃和混乱。”

“我们近乎以侧面视角观测到了这个星盘,其缥缈的上层结构与不对称特征尤为引人注目。哈勃望远镜与美国国家航空航天局的詹姆斯·韦伯太空望远镜均曾在其他星盘中捕捉到类似结构,但IRAS 23077+6707星盘却为我们呈现了一个非凡的观测视角——让我们得以在可见光下以前所未有的细节精度追溯其内部结构。这使得该星系成为研究行星形成及其发生环境的独一无二的新实验室。”

“德古拉奇维托”这个俏皮的昵称反映了相关研究人员的背景,其中一位的祖籍可追溯至特兰西瓦尼亚,另一位则来自乌拉圭,而奇维托正是当地一种颇受欢迎的三明治。从侧面看,这个圆盘甚至像是一个分层的汉堡,中间是一条深色的带状区域,上下两侧则被散发着光芒的尘埃和气体层所环绕。

费解的不对称性

这些结构的惊人高度并非唯一吸引科学家目光之处。新图像显示,盘状结构仅一侧矗立着垂直耸立的丝状特征,而另一侧则呈现陡峭边缘,未见明显丝状结构。这种独特的不对称形态表明,诸如近期尘埃气体坍缩或与周边环境相互作用等动态过程,正在重塑该盘状结构。

“我们震惊地发现,这个星盘竟如此不对称,”共同研究者、同样任职于哈佛-史密松天体物理中心的天文学家约书亚·贝内特·洛弗尔说道,“哈勃望远镜让我们得以前排视角,见证星盘在孕育新行星过程中展现出的混沌景象——这些过程我们尚未完全洞悉,但如今却能以一种全新的方式展开研究。”

一个对现有形成模型构成挑战的庞大体系

所有行星系统皆由环绕年轻恒星的气体与尘埃盘演化而成。随着时间推移,气体逐渐汇聚于恒星,而行星则由剩余物质孕育而生。IRAS 23077+6707或许是我们早期太阳系的一个放大版本,其星盘质量估计为木星质量的10至30倍——这为形成多个气态巨行星提供了充足物质。加之新近的发现,使其成为研究行星系统诞生的绝佳案例。

蒙施表示:“从理论上讲,IRAS 23077+6707 或许孕育着一个庞大的行星系统。”“尽管在如此巨大的环境中,行星的形成过程可能有所不同,但其底层机制或许大同小异。目前,我们的问题多于答案,但这些新图像为我们理解行星在不同环境中、随时间推移如何形成,提供了一个起点。”

参考文献:克里斯蒂娜·蒙施(Kristina Monsch)、约书亚·贝内特·洛弗尔(Joshua Bennett Lovell)、卡尔·R·斯塔普菲尔德特(Karl R. Stapelfeldt)、肖恩·M·安德鲁斯(Sean M. Andrews)、阿马尔·巴亚里(Ammar Bayyari)、爱丽丝·S·布斯(Alice S. Booth)、阿道夫·S·卡瓦略(Adolfo S. Carvalho)、约翰·H·德贝斯(John H. Debes)、杰里米·J·德雷克(Jeremy J. Drake)、约书亚·W·J·厄利(Joshua W. J. Earley)、塞西莉亚·加拉福(Cecilia Garraffo)、加勒特·K·基廷(Garrett K. Keating)、迈克尔·L·西特科(Michael L. Sitko)和大卫·J·威尔纳(David J. Wilner)所著的《哈勃揭示边缘朝向的原行星盘IRAS23077+6707的复杂多尺度结构》,发表于2025年12月23日《天体物理学杂志》。DOI: 10.3847/1538-4357/ae247f

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