一種出現(xiàn)在原行星盤的“塵埃陷阱”提供了創(chuàng)造行星的“溫床”,科學(xué)家一直認(rèn)為構(gòu)造行星的機(jī)制并不復(fù)雜,有一個(gè)構(gòu)造簡單的能夠誕生行星的圓盤即可,原行星圓盤由塵埃和氣體構(gòu)成,蘊(yùn)育行星的圓盤繞一顆年輕的主恒星旋轉(zhuǎn),圓盤內(nèi)的塵埃和氣體“直截了當(dāng)”地凝固成顆粒,小的顆粒凝結(jié)成大的顆粒,大的顆粒繼續(xù)在引力的作用聚積成巖石狀的固體。微米級尺寸的塵埃在相互碰撞中聚積為團(tuán)塊,團(tuán)塊物體的尺寸不斷增大,它們最終形成了一顆行星。然而,對行星形成過程的簡單解釋存有很多疑問,根據(jù)行星形成的簡單模型,天體物理學(xué)家計(jì)算出了與簡單行星模型相沖突的結(jié)果,一旦形成行星的團(tuán)塊物質(zhì)的尺寸增加到足夠大,那么當(dāng)團(tuán)塊之間發(fā)生碰撞時(shí)可能產(chǎn)生“四分五裂”、“粉身碎骨”的情景,它們將變成一堆堆粉末狀的飛散物質(zhì)。
形成行星的團(tuán)塊物質(zhì)朝向主恒星的方向移動,主恒星的引力作用限制了團(tuán)塊尺寸的增大。行星是按照簡單模型形成的嗎?為了解答行星形成的諸多疑問,天文學(xué)家觀測了一顆年輕的恒星和在它周圍旋轉(zhuǎn)的塵埃圓盤,他們使用了位于智利北部的阿塔卡馬大型毫米級和亞毫米級的射電陣列望遠(yuǎn)鏡(ALMA),在距離地球390光年的一顆恒星的周圍,他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新月狀的區(qū)域,該區(qū)域在恒星周圍的圓盤內(nèi)形成了一種氣體漩渦,新月狀的氣體漩渦不僅沒有阻止團(tuán)塊物體的生長,而且為“行星種子”——團(tuán)塊物體的生長提供了一個(gè)安全“避風(fēng)港”。圓盤內(nèi)的氣體漩渦實(shí)質(zhì)上制造了一個(gè)塵?!跋葳濉?、或創(chuàng)造了一個(gè)蘊(yùn)育行星的“孵化器”,大的團(tuán)塊物體得以增長的更大,氣體漩渦避免了團(tuán)塊物體朝向內(nèi)側(cè)的恒星方向移動,大的團(tuán)塊物體有足夠的時(shí)間來聚積成未來行星的核球。
科學(xué)家在過去闡釋了“塵埃漩渦”、或“塵埃陷阱”的機(jī)制,然而,從實(shí)際的觀測來證實(shí)理論的假設(shè),這在天文學(xué)說史上是第一次,理論假設(shè)和實(shí)際觀測相結(jié)合。在恒星CPH IRS48的周圍存在一個(gè)繞其旋轉(zhuǎn)的圓盤,從中創(chuàng)造了一顆伴隨恒星軌道轉(zhuǎn)動的行星。在一個(gè)圍繞行星旋轉(zhuǎn)的圓盤內(nèi)同樣能夠創(chuàng)造一顆行星的衛(wèi)星,在行星的衛(wèi)星誕生時(shí),行星圓盤的某個(gè)區(qū)域被“鑿開”了一個(gè)空洞,它像一個(gè)巨型的“天坑”。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),原行星盤內(nèi)塵埃稠密度的分布不平衡,一個(gè)區(qū)域的塵埃密集度達(dá)到另一個(gè)區(qū)域的130倍。極不均勻的塵埃分布是行星形成的一個(gè)重要因素。
荷蘭萊頓大學(xué)的研究員尼克·馮·馬瑞爾認(rèn)為,天文觀測的結(jié)果解釋了大顆粒塵埃如何陷入了困境,它們?nèi)绾卧阡鰷u氣流的作用下進(jìn)行分布,“塵埃陷阱”俘獲了大的塵埃顆粒,阻止了大的顆粒物質(zhì)向恒星方向的徑向移動,行星的種子得以在“孵化器”安順地成長,塵埃顆粒的尺寸逐漸變大,終于形成如同巖石一樣的大小,巖塊的寬度達(dá)到1公里,它的寬度甚至更大。原行星盤內(nèi)出現(xiàn)的“塵埃陷阱”為行星的“茁壯成長”提供了關(guān)鍵的條件。在年輕恒星周圍的塵埃凝固成巖塊,這是行星形成的關(guān)鍵步驟。
萊頓大學(xué)的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了行星形成的一種奇異機(jī)制,他們填補(bǔ)了天文學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)空白,人們過去對行星形成的機(jī)制的認(rèn)識存在一些懸而未決的問題?!犊茖W(xué)》雜志刊登了他們的發(fā)現(xiàn)成果。塵埃漩渦為行星的形成提供了一個(gè)“庇護(hù)所”,塵埃和氣體構(gòu)成了原行星盤,并不是在圓盤的任何區(qū)域都能輕易地形成行星,行星種子在“庇護(hù)所”或“孵化器”中發(fā)芽、生長,最終成長為一顆伴隨主恒星繞轉(zhuǎn)的行星。第一次的天文發(fā)現(xiàn)具有原創(chuàng)性的科學(xué)價(jià)值,天文學(xué)家現(xiàn)在有興趣和信念去推廣新的發(fā)現(xiàn),他們希望在更大尺度的結(jié)構(gòu)、或在其它的原行星盤尋找同樣的“塵埃陷阱”,如果它們不存在,那么這說明恒星CPH IRS48周圍的原行星盤出現(xiàn)了特例,如果它們存在,那么這說明恒星CPH IRS48周圍原行星盤的特性具有普遍性,對它的解釋可以發(fā)展為一種“標(biāo)準(zhǔn)模型”,從而從特殊變?yōu)橐话愕睦碚摻忉尅?/p>