紫外线,不仅仅是行星,可以在星星周围创建磁盘模式

当恒星形成时,至少在最初的几百万年里,它们周围仍然存在,一个由气体和尘埃组成的碎片盘。 天文学家通常认为这个圆盘中的规则模式(如果有的话) 在恒星周围的轨道中 。

当行星在碎片盘中形成时,它们清除盘中的轨道通道,显示为图案。 但是由于年轻恒星系统不稳定,新行星的形成,行星轨道形成的模式并不总是像环状。 当行星向内或向外移动时,它们也会产生弧形和螺旋形等。

但事实证明,这些模式可能根本不是由行星造成的,至少并非总是如此。 周四在华盛顿哥伦比亚特区举行的美国天文学会第231次会议上发表讲话后,依赖这个标志的系外行星猎人需要更加谨慎。

Marc Kuchner是美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的天体物理学家,他在说:“我们正在探索我们认为是地球假说的主要替代竞争者”这就是当盘子被紫外线照射时,盘中的灰尘和气体会形成图案。“

星光的紫外线成分能量很高,当它撞击碎屑盘中的灰尘颗粒时,颗粒会失去电子,而电子又与附近的气体发生碰撞并加热。 较暖的气体具有较高的压力,这会使其捕获更多的灰尘,从而加热气体。 该环称为光电不稳定性或PeI。

加州州立大学北岭分校的天文学教授,加利福尼亚州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室的研究助理Kuchner和Wladimir Lyra在2013年提出,PeI可以解释为什么在某些磁盘中看到的环很窄,并且还预测了某些磁盘中的环不完整。 三年后首次直接观察到这些弧。

HD 141569A Debris Disk Rings 弧形,环形和螺旋形出现在恒星HD 141569A周围的碎片盘中。 中心的黑色区域是由阻挡来自恒星的直射光的掩模引起的。 该图像包含了使用哈勃太空望远镜的STIS仪器在2015年6月和8月进行的观测。 照片:NASA / Hubble / Konishi等。 2016

Alexander Richert是宾夕法尼亚大学公园宾夕法尼亚州立大学的博士生,他建立在Kuchner和Lyra的模拟基础上,结果是三人的新研究。 在该研究中,Richert引入了另一个称为辐射压力的因子。 这指的是光线对它所遇到的一切所施加的极小的物理力。

该研究模拟了PeI和辐射压力如何相互作用,以影响恒星周围碎片盘中的气体和尘埃的运动。 更新2013年模拟 - 显示环和弧将如何形成 - 2017年模型,通过引入辐射压力,显示螺旋也可以在圆盘中形成,如HD 141569A周围所见。 这颗恒星位于距离我们大约320光年远的地方,与Kuchner和Lyra在原始模拟中使用的恒星相同。

Lyra援引卡尔·萨根(Carl Sagan)开车回家,因为行星可能导致模式并不意味着总是如此。

“卡尔萨根曾经说过非凡的要求需要非凡的证据。 我觉得我们有时太快就不会想到我们看到的结构是由行星引起的。 这就是我认为非凡的主张。 在我们声称之前,我们需要排除其他一切,“他说。

这篇题为“辐射压力与气体和尘埃光学薄盘中光电不稳定性之间的相互作用”的论文已提交给天体物理学杂志, 在预印本服务器arXiv上获得。

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