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2011-10-20 發現最年輕、正在形成的系外行星

 
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Artist conception of the view near the planet LkCa 15 b. Credit: Karen L. Teramura, UH IfA  天文學家利用位在夏威夷的2座10米凱克望遠鏡(Keck telescopes)首度直接捕捉到一顆正在形成的系外行星影像。

  這顆新發現的天體編號為LkCa 15 b,似乎是顆熾熱的「原行星(protoplanet)」,周圍還環繞著一圈溫度較低的塵埃和氣體,且這些塵埃氣體還正落往這顆正在形成的原行星上。影像顯示這顆正在形成的行星恰好位在年輕母星與一個更外側的塵埃盤之間的間隙中。

  夏威夷大學(University of Hawaii)天文研究所(Institute for Astronomy)的天文學家Adam Kraus表示:LkCa 15 b是迄今發現的系外行星中最年輕的,年齡大約只有之前已知最年輕系外行星的1/5而已。由於它還處在形成過程中,以往的技術與儀器根本無法測量到這麼靠近母星旁的這類現象。但是藉由2座凱克望遠鏡的自適應光學系統(Adaptive Optics)及孔鏡遮罩干涉(aperture mask interferometry)技術,天文學家才得以首度直擊並測量正在形成的行星以及其周圍的塵埃物質。

  干涉技術從1800年代開始發展,但直到7年前開始與自適應光學系統結合之後,天文學家才有能力研究鄰近年輕恆星周圍的細節。其中,自適應光學系統可抵銷地球大氣擾動的干擾,而孔徑遮罩干涉技術則是在望遠鏡前方光路上加裝挖了好幾個洞的小型遮罩來進行干涉觀測,就像是有一組小型鏡片組成的望遠鏡陣列一樣,可以抑制光波變形。如此一來,天文學家便可消除恆星周圍明亮的光輝,讓比較昏暗的行星和塵埃盤顯現出來。

Left: The transitional disk around the star LkCa 15. All of the light at this wavelength is emitted by cold dust in the disk. the hole in the center indicates an inner gap with radius of about 55 times the distance from the Earth to the Sun. Right: An expanded view of the central part of the cleared region, showing a composite of two reconstructed images (blue: 2.1 microns, from November 2010; red: 3.7 microns) for LkCa 15. The location of the central star is also marked.   Credit: Kraus & Ireland 2011  左圖左中可見凱克拍攝到的LkCa 15恆星周圍的塵埃盤,這是由塵埃盤中的低溫塵埃所發出的輻射,塵埃盤中間的空洞是半徑約55AU的間隙。左圖右則是將中間部分再放大,星星記號顯示中央母星的位置,正在形成中的LkCa 15 b與母星相距約11AU左右,約比土星到太陽的距離再稍遠一些。Credit: Kraus & Ireland 2011。

  LkCa 15位在金牛座方向,鄰近金牛座Tau星附近,R濾鏡亮度約11.8星等,距離約456光年。LkCa 15 b的發現是在一個巡天計畫中,所找到的位在各恆星形成區內150個富有塵埃的年輕恆星之一。Kraus等人再從中挑選了約10顆恆星進行深入觀測。不過LkCa 15並不是Kraus等人的首選目標,只是排名第2的而已,卻讓Kraus等人有此驚訝的發現,讓Kraus等人開心不已。

The location of LkCa 15 can be found using this chart. Credit: Adam Kraus/IAU/Sky & Telescope

  Kraus等人等人計畫一年後再回頭來以同樣方式觀察LkCa 15 b,看看有沒有什麼變化。不過,屆時他們可能會用各種不同的波段來進行研究,以便蒐集更多資訊。

資料來源:http://keckobservatory.org/news/first_close-up_view_of_a_planet_being_formed/, 2011.10.19, KLC

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