ALMA望远镜发现一些恒星附近有大量一氧化碳

内容来源：中国科技论文在线

目前还不确定到底是这些恒星保存气体的时间比他们预想的要长，还是彗星的碰撞或者冰盖的喷发产生了大量的二次气体

腾讯太空讯 据国外媒体报道，天文学家使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵（ALMA）检视了数十个年轻恒星，他们发现其中有很多大型恒星的碎屑盘里意外地拥有大量的一氧化碳，而那些质量接近太阳的恒星碎屑盘则不含任何气体。这项发现与天文学家们的预期相反。他们之前认为大质量恒星相较小恒星而言，会释放出更强的辐射，这会让它们比小型恒星更快地损失掉碎屑盘里的气体。这项发现也让我们对年轻恒星周围产生巨行星的过程有了新的认识。

碎屑盘会在恒星周围形成，然后演化为充满尘埃与气体的原行星盘。原行星盘中会产生行星，小行星彗星以及其他一些天体。然而在较年轻的恒星周围，这些新生成的天体尚未进入稳定的轨道。它们会常常相撞，产生大量的碎屑而形成次生碎屑盘。相关论文发表在了《天体物理学报》上，文章的主要作者Jesse Lieman-Sifry进行这些观察时，他还是卫斯理大学的一名天文学专业本科生。

Jesse发现早先对碎屑盘的光谱测量显示，有些碎屑盘具有预料外的化学标记，意味着它们具有极丰富的一氧化碳气体。而天文学家们认为这些气体在我们观测到碎屑盘时早该消失了，因此这项发现令我们迷惑不解。为了探寻为何特定的恒星拥有富气碎屑盘，Lieman-Sifry和他的团队调查了离地球数百光年远的天蝎-半人马星协内24个恒星系统。天文学家将他们的搜索范围缩小到年龄在50～100亿年的恒星。这一年龄段的恒星一般已经拥有成熟的行星系统和碎屑盘。

科学家使用ALMA来检测恒星碎屑盘中一氧化碳发出的毫米波。团队在2013年12月到2014年12月间挑选了6个晚上，每次进行约10分钟的观测。在所有24个样本中，研究者发现了3个拥有极强的一氧化碳排放。让他们意外的是，所有这三个富气碎屑盘所环绕的恒星质量都有约两个太阳大。而16个与太阳相近质量的恒星中没有任何一个拥有具有大量一氧化碳的碎屑盘。

这一发现是违反直觉的，大质量恒星会向它们的行星系统释放高能紫外线，这会分解它们碎屑盘中的一氧化碳。然而，这项新的研究表明，较大的恒星在某种程度上能够保存或补充他们的一氧化碳库存。Meredith Hughes是文章的合著者，他表示目前还不确定到底是这些恒星保存气体的时间比他们预想的要长，还是彗星的碰撞或者冰盖的喷发产生了大量的二次气体。

这些气体的存在为可能对行星演化产生了重要的影响。一氧化碳是巨行星大气层的重要组分，它在碎屑盘中的存在，可能意味着包括氢气在内的其他气体亦存在于碎屑盘中。当然其它气体的丰度可能会相对较低。天文学家们推测，如果特定的碎屑盘能拥有数量可观的气体，年轻恒星周围生成巨行星可能比之前预想的要容易。

天文学家Antonio Hales是文章的另一合著者，他表示，未来对这些富含气体系统的更高精度观测结果将让天文学家能推测气体在盘内的分布，这或许将能揭开气体起源的谜团。比方说，如果气体来源于天体的碰撞，那么它们就会更多地出现在碰撞发生的区域里。Lieman-Sifry表示，这些尘埃盘就如同他们所在的行星系统一样丰富。大型恒星的碎屑盘比小型恒星的吸积盘能更长久的保持一氧化碳水平。这一新发现可能将为我们揭开一氧化碳在行星系统形成过程中所扮演的角色。