天文学家第一次观测到了一颗正在形成的行星,澳大利亚和美国的行星科学团队“截获”了一张正在形成行星的图像,他们的观测结果与从行星模型作出的预测高度一致,灰尘和气体粒子混合的云团积聚成一颗行星,好像人们用面粉原料制成了一块面包,不能把行星的形成简单地理解为从面粉烘制成的一块“超级面包”。天文学家对行星持续形成和成长的过程进行了直接记录,“现场抓拍”的成像技术首次在行星天文观测中使用。在已发现的近1900颗太阳系外的行星中,,正在形成的行星还没有被观测到,天文学家迎来了建立“发展行星学”的时机,好像在经济学家建立了“发展经济学”和心理学家建立了“发展心理学”。

亚利桑那大学的研究生斯蒂夫·赛卢姆和凯特·福里特、悉尼大学的彼特·塔特希尔教授组成了“三人小组”,他们的行星观测成果在《自然》杂志发表。“胚胎行星”或正在形成的行星伴随了主恒星LkCa 15,距离地球450光年的主恒星LkCa 15环绕了一个由灰尘和气体构成的巨型圆盘,主恒星和巨型圆盘的组合为行星的诞生提供了理想的“孵化器”。三人小组在巨大的圆盘内找到了很明显的灰尘扰动迹象,圆盘内的一些灰尘物质被某个正在形成的天体“吞噬”了。

塔特希尔教授解释说,行星图像给出了充分的证据,他们第一次捕获了正在形成的行星图像,这是他们找到的直接证据,而在过去找到的间接证据中,人们给出了替代性的解释,科学家对间接证据提出过质疑,在反驳一些替代的合理解释时感到证据不足。在尖端仪器的帮助下,科研人员现在开始对一颗恒星附近的昏暗天体进行直接成像,他们使用了大型双筒望远镜,目前世界上最大的双筒望远镜设在亚利桑那洲的格雷厄姆山峰,他们使用了亚利桑那大学的麦哲伦望远镜和位于智利的自适应光学系统MagAO。

对遥远天体进行“一清二白”的成像带有很大的挑战性,大气湍流成为主要的影响,当人们的视线穿透地球大气层时,看到的是冷热空气的混合物,它们以动荡方式影响了人们视野中闪耀的恒星,大型望远镜减少了大气混合物对观测视线的影响,天文学家得以看到“戏剧化”的细节特征。大型双筒望远镜带来了新的成像技术,科研人员在更加清晰的图像基础上获得了突破性进展的机会。

克洛斯教授和福里特博士使用了麦哲伦自适应光学系统MagAO,进一步验证他们的观测结果,MagAO光学波段的性能十分独特,三人小组捕获了行星的“氢阿尔法”光谱指纹,它的光波波长十分特别,当主恒星LkCa 15和它的伴随行星在成长过程中释放了特别波长的光波。单一的红色暗斑由行星和恒星在成长的过程中共同形成,三人小组对行星昏暗的光线从更为明亮的主恒星进行分离。通过观测十分明显的红色条影,他们判断出行星和它的主恒星仍处于成长性的阶段,行星和主恒星组成了圆形的原行星盘。在先进观测仪器的帮助下获取更为清晰的图像,这是他们取得观测成果的关键因素。

(编译:2015-11-23)