在1997年的电影"接触",改编自卡尔萨根的1985年小说,主要人物科学家埃莉阿罗韦(由演员乔迪福斯特扮演)采取太空人建造的虫洞乘坐到维加星。她出现在环绕着恒星的碎片的暴风雪中--但是看不到明显的行星。
看上去制片人是对的。
亚利桑那大学图森分校的一组天文学家利用美国宇航局的哈勃望远镜和詹姆斯韦伯太空望远镜,对环绕维加的近1000亿英里直径的碎片盘进行了前所未有的深入观察。在哈勃望远镜和韦伯望远镜之间,你可以清楚地看到织女星。这是一个神秘的系统,因为它不同于我们所看到的其他环星磁盘。"织女星盘是光滑的,可笑的光滑。"
研究小组最大的惊喜是,没有明显的证据表明有一个或多个大行星像雪地拖拉机一样穿过面盘。"它使我们重新思考系外行星系统的范围和多样性,"亚利桑那大学的凯特苏说,她是介绍韦伯研究结果的论文的主要作者。
[左]哈伯太空望远镜的假彩色图,这是一个100亿英里宽的尘埃盘,环绕着夏季的维加星。哈勃探测到的反射光来自尘埃,其大小相当于尘埃颗粒在磁盘周围的晕。这个盘很光滑,没有大行星嵌入的证据。中央的黑点挡住了年轻的热火星的光辉.
[右]詹姆斯韦伯太空望远镜以230亿英里的距离解决了磁盘晕中温暖尘埃的发光问题。外盘(类似于太阳系的柯伊伯带)从70亿英里延伸到150亿英里。内盘从外盘的内边缘延伸到接近恒星的地方。内盘表面亮度明显下降,约为3.7亿英里至72亿英里。中心的黑点是由于缺乏饱和度的数据。
美国宇航局,欧空局,加空局,科学和科学研究所。沃尔夫(亚利桑那大学)苏(亚利桑那大学)加斯帕尔(亚利桑那大学)
韦伯看到了红外光,它来自一个像沙子一样大小的颗粒盘,围绕着这颗比太阳亮40倍的蓝白色恒星旋转。哈勃望远镜捕捉到了这个磁盘的一个外圈,其粒子大小不超过反射星光的烟雾的浓度。
织女星碎片盘中尘埃的分布是分层的,因为星光的压力把较小的颗粒赶出比较大的颗粒更快。"不同类型的物理会在不同的位置定位不同大小的粒子,"亚利桑那大学研究小组的斯凯勒沃尔夫说,他是这篇介绍哈勃发现的论文的主要作者。"事实上,我们看到尘埃微粒的大小已经被分类出来,这有助于我们了解周围恒星盘的潜在动力学。"
织女星盘确实有一个微妙的间隙,大约60单位(天文单位)从恒星(两倍于海王星距离太阳的距离),但除此之外,它在进入过程中是非常平滑的,直到它在恒星的强光下消失。研究人员说,这表明,在大轨道上,至少没有行星位于海王星质量的轨道上,就像在我们的太阳系一样。
哈勃利用空间望远镜成像光谱仪获得了这张维加星周围的环星盘的图像。
美国宇航局,欧空局,加空局,科学和科学研究所。沃尔夫(亚利桑那大学)苏(亚利桑那大学)加斯帕尔(亚利桑那大学)
"我们正在详细地看到,在环星盘中,有多少种变化,以及这些变化是如何与潜在的行星系统联系在一起的。苏补充说:"我们发现了很多关于行星系统的信息--即使我们看不到可能隐藏的行星。""在行星形成过程中还有很多未知数,我认为这些对织女星的新观察将有助于限制行星形成的模型。"
磁盘多样性
新形成的恒星从尘埃和气体的盘中生成物质,这些尘埃和气体是它们正在形成的云的扁平残余。在上世纪90年代中期,哈勃在许多新形成的恒星周围发现了磁盘。这些磁盘可能是行星形成、迁移、有时是破坏的场所。像织女星这样完全成熟的恒星,通过在轨道上的小行星和蒸发彗星产生的碎片之间持续的"保险杠"碰撞,有了丰富的尘埃盘。这些原始天体可以存活到目前的4千5百万年的织女星(我们的太阳大约比织女星老10倍)。我们太阳系内的尘埃(被视为黄道带光)也是由小型天体以每秒10吨的速度喷出尘埃来补充的。这些尘埃被行星推到周围.这提供了一种在没有直接看到的情况下探测其他恒星周围行星的策略--仅仅是通过目击它们对尘埃的影响。
"维加仍然是不寻常的,"沃尔夫说。"织女星系的结构与我们自己的太阳系有明显的不同,在太阳系中,木星和土星等巨大行星正在阻止尘埃像织女星那样扩散。"
韦布利用中红外线仪器(MIRI)获得了这张维加星周围的环星盘的图像。
美国宇航局,欧空局,加空局,科学和科学研究所。沃尔夫(亚利桑那大学)苏(亚利桑那大学)加斯帕尔(亚利桑那大学)
相比之下,附近有一颗恒星,也就是法美沙特星,它的距离、年龄和温度与织女星差不多。但是,北北印度的环星建筑与维加的完全不同。北锡尔沙特有三个嵌套碎片带。
虽然还没有发现行星,但人们认为行星是围绕着北印度洋的放牧体,引力会将尘埃压缩成环形。"鉴于织女星和软毛星之间的物理相似性,为什么软毛星似乎能够形成行星,而织女星却没有形成行星?""研究小组成员、亚利桑那大学的乔治·里克说。""有什么区别?环星体环境,或者恒星本身,是否造成了这种差异?令人不解的是,同样的物理学在这两个方面都起作用。
可能行星建造场的第一条线索
织女星位于夏季天琴座,是北方天空中最亮的恒星之一。织女星之所以具有传奇性,是因为它为围绕恒星运行的物质提供了第一个证据--可能是制造行星的物质--成为生命的潜在场所。这是1775年康德首次提出的假设。但在1984年收集第一批观测证据之前,它花费了200多年的时间。美国宇航局的红外天文学卫星(IRS)探测到来自温暖尘埃的令人迷惑的红外光。它被解释为一个从恒星延伸到冥王星轨道半径两倍的外壳或尘埃盘。
在2005年,美国宇航局的红外线 斯皮策空间望远镜 他设计了 织女星周围的尘埃环.使用亚毫米望远镜的观测进一步证实了这一点,其中包括位于夏威夷莫纳亚基的加州理工学院亚毫米天文台,以及智利的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列和欧空局(欧洲航天局)的赫舍尔空间望远镜,但这些望远镜都看不到多少细节。"哈勃和韦伯共同提供了更多的细节,以至于他们告诉我们一些关于织女星系统的全新的东西,以前没有人知道,"里克说。
两份文件( 沃尔夫等人。和 苏等。阿尔。),将於 天体物理学杂志.
詹姆斯·韦伯空间望远镜是世界上最重要的空间科学天文台。韦布正在解决我们太阳系中的奥秘,向外望着其他恒星周围遥远的世界,探索着我们宇宙的神秘结构和起源,以及我们在其中的位置。韦伯是美国航天局与其伙伴欧空局(欧洲航天局)和加空局(加拿大航天局)牵头的一个国际方案。
哈勃太空望远镜已经运行了三十多年,并继续作出突破性的发现,形成了我们对宇宙的基本理解。哈勃望远镜是美国航天局和欧空局(欧洲航天局)之间的国际合作项目。美国宇航局位于马里兰州绿带带的戈达德太空飞行中心负责管理望远镜和飞行任务。总部位于科罗拉多州丹佛市的洛克希德马丁航天公司也支持戈达德的飞行任务。马里兰州巴尔的摩的空间望远镜科学研究所由天文学研究大学协会运营,为美国航天局进行哈勃科学操作。
