行星形成于围绕原恒星分布、由低温分子气体和尘埃组成的盘状结构中,这类结构被称为原行星盘。原恒星是仍处于形成过程中的恒星。新生行星体积过小而无法直接观测,但行星的引力可在原行星盘中产生可探测的图案(如环状或螺旋状结构)。然而,由于距离地球足够近、能进行高分辨率观测的原行星盘数量有限,难以确定这些图案最初出现的时间。
由九州大学及中央研究院天文及天文物理研究所(ASIAA)的庄司慈生领导的研究团队,运用改进的数据处理技术,在阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)射电望远镜的存档数据中搜寻以往被忽略的行星形成迹象。该团队重新分析了距离地球460光年(位于蛇夫座方向)的蛇夫座恒星形成区内78个盘状结构的数据。本研究中产生的图像超过半数分辨率达到先前图像的三倍以上。
新的高分辨率图像显示,其中27个盘状结构呈现出环状或螺旋状图案。其中15个盘体结构是在本研究中首次被识别。结合先前针对另一恒星形成区的研究样本,团队发现:在恒星诞生仅几十万年的早期形成阶段,当盘体尺度大于30天文单位(au,1 au = 149,597,870,700米,即地球与太阳的平均距离)时,其特征性盘状亚结构开始显现。这表明行星开始形成的时间远早于既往认知,此时盘体仍富含气体和尘埃。换言之,行星与其极为年轻的主恒星同步演化。
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Journal Reference:
Ayumu Shoshi, Masayuki Yamaguchi, Takayuki Muto, Naomi Hirano, Ryohei Kawabe, Takashi Tsukagoshi, Masahiro N Machida.ALMA 2D super-resolution imaging survey of Ophiuchus Class I/flat spectrum/II disks. I. Discovery of new disk substructures.Publications of the Astronomical Society of Japan, 2025; 77 (3): 572 DOI:10.1093/pasj/psaf026