发现了带金属风的巨大云团,围绕神秘天体运行

发现了带金属风的巨大云团,围绕神秘天体运行

这位艺术家的插图展示了一大片行星碎片盘,周围环绕着厚厚的尘埃和气体云,经过一颗恒星前方。一组天文学家使用双子座南望远镜上的双子座高分辨率光学光谱仪(GHOSTs),该望远镜是国际双子座天文台的一部分,部分由美国国家科学基金会资助,由美国国家科学基金会NOIRLab运营,测量了气体在云中的运动。这是天文学家首次测量绕次级天体(如行星或低质量恒星)运行的盘状内部气体运动。这一发现为我们提供了一个罕见的视角,展现了在行星系统形成后仍持续形成的混乱与动态过程。图片来源:uux.cn国际双子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/P. Marenfeld 和 M. Zamani。

(神秘的地球uux.cn)据天文学研究大学协会:在一团巨大的云中发现了挥风的金属汽化,这团云团几乎让恒星的光芒暗淡了近九个月。这一发现是利用智利双子座南望远镜(国际双子座天文台的一部分)进行的,为我们提供了一个罕见的窥视,揭示了行星系统形成后仍然存在的混乱与动态过程。

2024年9月,一颗距离3000光年的恒星突然变得比平时暗了40倍,并一直保持到2025年5月。这颗恒星J0705+0612与我们的太阳相似,因此其亮度的显著下降引起了约翰斯·霍普金斯大学天体物理学教授娜迪娅·扎卡姆斯卡的注意。“像太阳这样的星星不会无缘无故停止闪耀,”她说,“所以像这样戏剧性的暗淡事件非常罕见。”

揭示变暗的原因

扎卡姆斯卡和她的团队认识到能够在数月内研究此类事件的机会,开始使用位于智利帕琼山的双子座南望远镜、阿帕奇角3.5米望远镜和6.5米麦哲伦望远镜进行观测。这些发现发表在《天文学杂志》上的论文中。

通过结合观测数据与J0705+0612的档案数据,团队确定该恒星被一团庞大且缓慢移动的气体和尘埃云暂时遮蔽。他们估计该云距离其主星约20亿公里(12亿英里),直径约2亿公里(1.2亿英里)。

数据表明,这团云被引力束缚于一个次级天体,该天体本身在其行星系外围绕行。虽然该天体的性质尚不清楚,但它必定足够巨大,能够将云团粘合在一起。观测显示其质量至少是木星的几倍,尽管可能更大。可能性从行星、棕矮星到极低质量恒星不等。

如果神秘天体是恒星,该云将被归类为环次级盘——绕双星系统中质量较小部分运行的碎片盘。如果天体是行星,那它就是一个环绕行星盘。无论哪种情况,直接观测到恒星被包围次级天体的盘面掩星极为罕见,已知的例子寥寥无几。

分析云的成分

为了研究云的成分,团队使用了双子座南方的尖端仪器——双子座高分辨率光学镜谱仪(GHOST)。2025年3月,GHOST观测了掩星现象,持续了两个多小时,将恒星的光线分散到一个光谱中,揭示了介于其中的化学元素。

“当我开始用光谱观察掩星时,我希望揭示云的化学成分,因为此前没有人做过类似测量。但结果超出了我所有的预期,“扎卡姆斯卡说。

GHOST数据揭示了云中多种金属——比氦更重的元素。更令人惊讶的是,光谱的高精度使团队能够直接测量气体在三维空间中的运动。这是天文学家首次测量绕行星或低质量恒星等次级天体运行的盘内部气体运动。观测显示环境动态,气态金属风,包括铁和钙。

扎卡姆斯卡说:“GHOST的灵敏度不仅让我们探测到这团云中的气体,还能实际测量它的运动情况。”“这是我们以前从未能在这样的系统里做到的。”

美国国家科学基金会NOIRLab项目主任克里斯·戴维斯指出:“这项研究展示了双子座最新设施仪器GHOST的强大威力,并进一步凸显了双子座的一大优势——对像这次掩星这样瞬态事件的快速响应。”

对行星系统演化的影响

对风速和风向的精确测量表明,这片云是与其主星分离移动的。这点,加上掩星持续时间,进一步证实了掩星是围绕次级天体的盘子,并且它在其宿主恒星恒星系的外围轨道运行。

该光源显示红外过多,通常与年轻恒星周围的盘子有关。然而,J0705+0612已有超过20亿年的历史,这意味着该盘不太可能是系统早期行星形成阶段的残留碎片。那么它是如何形成的?

扎卡姆斯卡提出,它起源于两颗行星在该恒星行星系外缘相撞,喷射出尘埃、岩石和碎片,形成了现在从恒星前方经过的巨大云团。

这一发现凸显了新技术如何带来对宇宙的新见解。GHOST为研究遥远恒星系统中隐藏现象打开了新窗口,这些发现为行星系统的长期演化以及盘面如何在老恒星周围形成提供了宝贵线索。

扎卡姆斯卡说:“这一事件向我们表明,即使在成熟的行星系统中,剧烈且大规模的碰撞仍然可能发生。”“这生动地提醒我们,宇宙远非静止——这是一个关于创造、毁灭与转变的持续故事。”

出版信息

ASASSN-24fw:主序星候选富气环次级盘掩星,《天文学杂志》(2026年)。DOI:10.3847/1538-3881/ae1fd9




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