太陽系外發現巨型星環:直徑上億公里

  北京時間28日消息,據國外媒體報道,土星擁有巨大的星環系統,寬度超過地球與月球之間的距離。現在,天文學家又在太陽系外發現一個新的並且更為巨大的星環系統,距地球420光年,規模遠遠超過土星的星環系統。

  這個星環系統共有30多個星環,遮住了非常年輕的類日恆星J1407,形成星蝕。每個星環的直徑達到數千萬公里。據悉,在太陽系外發現這種規模的星環系統還是第一次。

  2012年,荷蘭的萊頓天文台和紐約羅徹斯特大學的天文學家發現了這個龐大的星環系統。萊頓天文台的馬修-肯沃斯教授領導的研究小組對獲取的數據進行了一次新分析。分析結果顯示這個星環系統存在縫隙,說明可能形成衛星。

天文學家又在太陽系外發現一個新的並且更為巨大的星環系統,規模遠遠超過土星的星環系統

  肯沃斯教授表示:“我們在光變曲線中看到令人難以置信的細節。這一次的星蝕持續了幾周時間,但由於星環內的微妙結構,你能夠在幾十分鐘內看到快速變化。

“卡西尼”號飛船拍攝的照片,展示了土星星環

  這顆恆星距離星環太遠,無法對星環進行直接觀測,但我們能夠根據穿過這個星環系統的恆星光線的亮度快速變化創建一個詳細的模型。如果我們用行星J1407b周圍的星環替換土星環,這個星環在夜間也清晰可見,視面積將達到滿月的數倍。”

  天文學家對“超級廣域行星搜索”計劃獲取的數據進行了分析。這項計劃在設計上旨在探測在母星前方穿過的氣態巨行星。根據他們得出的結論,J1407b可能是一顆巨行星——目前尚未觀測到——擁有一個巨大的星環系統,導致J1407的亮度經常變暗。

  光變曲線顯示這個星環系統的直徑接近1.2億公里,是土星環的200多倍。它距地球420光年,所含有的遮擋光線的塵埃顆粒的總質量可能相當於地球。

  羅徹斯特大學的埃裡克-瑪傑克教授對星盤和星環內的物質數量進行了分析。他指出:“如果你將木星的4顆大型伽利略衛星碾成塵埃和冰粒,而後將這些物質撒入木星周圍的一個環,這個環能夠遮擋光線,遠方的觀察者在觀察這個環在太陽前方穿過時會看到一場持續數天的日食。

  具體到J1407身上,我們看到星環在數天內遮擋住這顆年輕類日恆星放射出的95%的光線。這個星環系統存在大量物質,能夠形成衛星。”

  天文學家在數據中發現這個星環系統至少存在一個清晰的縫隙。在新創建的模型中,這個縫隙更為明顯。肯沃斯教授表示:“一種顯而易見的解釋是,星環內形成一顆衛星,導致出現這條縫隙。這顆衛星的質量在地球和火星之間,環繞J1407b運行時的軌道週期接近兩年。”

這顆恆星距離星環太遠,無法對星環進行直接觀測,但我們能夠根據穿過這個星環系統的恆星光線的亮度快速變化創建一個詳細的模型

  天文學家認為這些星環將在未來幾百萬年時間裡逐漸變薄並最終消失,原因在於星環內的物質形成衛星。

土星及其星環

  瑪傑克教授指出:“行星科學界幾十年來一直認為類似木星和土星這樣的行星在演化的早期階段擁有星盤,星盤內的物質最終形成衛星。但在2012年實施這項觀測計劃之前,沒有一個人觀測到這樣的星環系統。這是我們第一次在一顆亞恆星周圍觀測到體積達到百萬公里的衛星形成。”

  據天文學家估計,J1407b的軌道週期大約在10年左右。這顆行星的質量目前還很難確定,最有可能在10到40顆木星之間。研究人員希望業餘天文學家幫助監視J1407,以幫助他們觀測下一次星蝕,進一步確定J1407b的軌道週期和質量。

  肯沃斯教授指出觀測J1407等恆星的星蝕是唯一一種可行性方式,用於觀測在不久的將來形成的衛星的早期環境。他說:“J1407b的星蝕允許我們研究孕育出衛星的行星星環的物理和化學特性。”




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