到底是什么样的图片，才会被称为天文学的宝藏

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翻译：葛文迪

校对：牧夫校对组

编排：胡暖暖

后台：朱宸宇

https://www.space.com/astronomy/stars/scientists-capture-51-images-showing-exoplanets-coming-together-around-other-stars-this-data-set-is-an-astronomical-treasure

天文学家公布了一组令人惊叹的新图像，展示了围绕年轻恒星的尘埃环，揭示了正在发展的行星系统的复杂结构。

欧洲南方天文台（ESO）SPHERE 仪器拍摄的 51 个碎片盘图像合集，通过遮挡中央恒星、显示其反射的星光，展现了年轻恒星周围的尘埃环和带，为遥远行星系统的形成与演化提供了窗口。

图片来源：N. Engler 等/SPHERE 联盟/ESO

通过欧洲南方天文台（ESO）甚大望远镜的观测，天文学家在研究了161颗附近恒星后，记录了51个正在形成的系外行星系统，首次提供了太阳系外恒星周围碎片盘的罕见视角。据声明称，这些碎片盘由小行星或彗星碰撞产生大量尘埃形成，类似于我们太阳系中小行星聚集在内带、彗星分布在遥远的柯伊伯带的情况。

该研究合著者、SPHERE项目科学家盖尔·肖文在声明中表示：“这一数据集是天文学的宝藏，它为我们提供了关于碎片盘特性的非凡洞察，并使我们能够推断出这些系统中无法直接观测到的小天体，如小行星和彗星。”

科学家研究碎片盘，是因为它们提供了行星开始形成后年轻太阳系样貌的快照。年轻恒星在气体和尘埃的坍缩云中形成，这些物质会扁平成宽阔的原始行星盘，其中物质逐渐聚集成更大的天体。随着这些系统逐渐成熟，剩余小行星和彗星之间的碰撞会产生细小尘埃，形成我们今天看到的碎片盘。通过检查这些尘埃如何反射星光，天文学家可以拼凑出行星如何成长以及类似我们这样的系统如何随时间形成的图景。

然而，随着碰撞频率降低，尘埃被逐渐清除——要么被恒星辐射吹散，要么被行星或剩余星子清扫，要么坠入中央恒星——碎片盘会逐渐消散。我们的太阳系就是这一过程最终状态的一个例子，只剩下小行星带、柯伊伯带和微弱的黄道光尘埃。

借助 SPHERE 等先进设备，天文学家得以研究较年轻系统（约前 5000 万年）中仍可探测到的尘埃。最关键的是，SPHERE 利用日冕仪遮挡星光，这是一块小圆盘，可物理遮蔽恒星，从而显现周围的暗弱天体。望远镜的自适应光学系统实时校正大气扰动，可选的偏振滤镜则增强对尘埃反射光的灵敏度，使碎片盘更易被探测到。

这项新调查展现出惊人的多样性：从狭窄的环到宽阔的弥散带，从偏斜的盘到侧视与俯视的盘皆有。研究人员表示，其中四块盘是首次以如此细节被成像。

HD 197481 和 HD 39060 的惊人图像捕捉到从其中央恒星两侧射出的锐利物质流（侧视），而 HD 109573 和 181327 等系统的壮观图像则呈现出近乎完美的圆形碎片环（俯视）。

在许多系统中，尘埃聚集成轮廓清晰的环，暗示着看不见的行星正在塑造碎片，就像海王星塑造我们太阳系的柯伊伯带一样。相反，在 HD 145560 和 HD 156623 等更年轻的系统中，尘埃分布更为混乱、蓬松，结构模糊表明物质尚未被行星完全塑形，也未被碰撞清除。

声明指出，对比盘内不同结构揭示了明显趋势：质量更大的恒星往往拥有质量更大的盘，且物质集中在离恒星更远处的盘通常也包含更多质量。

声明中研究人员表示：“所有这些环状结构似乎都与行星的存在有关，特别是巨行星，它们会清除周围的小天体。”在部分 SPHERE 图像中，锐利的内边缘或盘的不对称等特征，为尚未观测到的行星提供了诱人线索。

虽然这些系统中已探测到一些巨系外行星，但 SPHERE 调查为詹姆斯·韦布空间望远镜和 ESO 的极大望远镜等仪器提供了新的详细研究目标，有望揭示塑造这些壮观星盘的系外行星。

责任编辑：郭皓存

牧夫新媒体编辑部

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