行星摇篮中的磁场探秘

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主译：甘林

校对：梁晨

审核：牧夫天文校对组

美编：余家劲

后台：李子琦

https://www.nao.ac.jp/news/science/2025/20250206-alma.html

https://alma-telescope.jp/news/press/magnticfield-202502.html

研究团队用ALMA望远镜观测了形成行星的尘埃粒子所引起的偏振，首次成功描绘出了原始行星盘的磁场结构。此外，通过对磁场方向的详细研究，提出了一种能够预测盘中三维磁场结构的方法，并成功估算了磁场的结构和强度。本研究为揭示磁场在行星形成过程中的作用做出了重要贡献。

图1. 用波长0.9毫米的ALMA望远镜观测到的HD 142527恒星周围原始行星系圆盘的射电强度图。由于在圆盘的南侧观测到了由磁场引起的偏振，因此用白线表示磁场的方向。

图片来源: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Ohashi et al.

像地球这样的行星被认为是在环绕原始恒星的原始行星系圆盘中，由尘埃和星际气体聚集形成的。然而，关于行星形成的环境以及盘内的物理条件，仍然存在许多未解之谜。其中，磁场被认为是决定盘内湍流和物质运动的重要因素，但对其进行观测一直非常困难。

ALMA望远镜不仅可以观测来自天体的射电强度，还能够探测射电振动方向的偏振。由国立天文台研究人员为主的研究团队对围绕年轻恒星HD 142527 的原始行星系圆盘进行了多种波长的观测，并分析了其偏振数据。结果发现，在盘的一侧，所有观测波长下的偏振模式都呈现相同的分布。这一特征性偏振模式表明，它可能是由磁场产生的。

图2. HD 142527 恒星周围原始行星系圆盘的示意图及磁力线（蓝色线）。
Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Ohashi et al.

研究团队进一步详细地调查了磁场，发现磁场的方向沿着盘的旋转方向略有变化。通过假设这种变化是由磁场的三维结构引起的，并进行分析，他们成功推测出除了旋转方向之外，垂直方向和指向中心星方向的磁场强度。此外，研究还揭示了由于这种三维结构和流动紊乱，可能在该盘中形成了强烈的湍流场。

这是首次在原始行星系圆盘中揭示磁场的详细结构。特别是，磁场在旋转方向之外还如此强烈。这是理论上未曾预料到的，因此未来还需要进一步研究。本研究的主导者国立天文台的特任助教大桥聪史表示：“在强烈湍流状态下，尘埃粒子之间会以高速相互碰撞并被破坏，可能导致行星无法形成。此次我们观测到了较远离中心星的磁场，但在未来，研究位于像地球一样靠近中心星的行星形成区的磁场，将变得非常重要。了解磁场对行星形成的影响，也将为今后的研究提供重要的观察成果。”

责任编辑：甘林

牧夫新媒体编辑部

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磁层保护下的地球

图源：NASA's Scientific Visualization Studio

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