木星是巨大的，有一半的斯韋光，它的伯太杭州臨屏區(qū)資源（上門服務(wù)）[微信1662+044-1662][提供外圍女上門服務(wù)快速安排面到付款不收定金衛(wèi)星木衛(wèi)一在前景中，明顯更小。空望（圖片來(lái)源：uux.cn/美國(guó)國(guó)家航空航天局/約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/西南研究所/戈達(dá)德太空飛行中心）
（神秘的遠(yuǎn)鏡地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（Monisha Ravisetti）：可以說，我們太陽(yáng)系最令人困惑的入挖方面之一是，并不是掘氣每個(gè)行星都像地球一樣是一塊漂亮、堅(jiān)固的體行巖石。有些實(shí)際上幾乎完全是奧秘由氣體制成的。你不能完全“站”在木星上的詹姆正深任何地方，除非你設(shè)法一路穿過木星的斯韋氣體層，在到達(dá)橙色條紋的伯太世界潛在的巖石核心之前，在不真實(shí)的空望壓力下幸存下來(lái)。這聽起來(lái)并不理想。遠(yuǎn)鏡
即使是入挖科幻電子游戲的創(chuàng)作者有時(shí)也很難描繪穿越其中一個(gè)世界的感覺。在Xbox游戲《星際爭(zhēng)霸》中獲得免費(fèi)統(tǒng)治權(quán)后，我想做的第一件事就是讓我的飛船降落在模擬的海王星上，看看會(huì)發(fā)生什么。游戲不允許這樣做。不用說，對(duì)科學(xué)家來(lái)說，巨大氣體球體的奧秘也是一個(gè)非常有趣的問題。現(xiàn)在他們有了詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡令人難以置信的強(qiáng)大紅外眼，他們正在把太空儀器放在這個(gè)盒子上。
就在上周，杭州臨屏區(qū)資源（上門服務(wù)）[微信1662+044-1662][提供外圍女上門服務(wù)快速安排面到付款不收定金一個(gè)團(tuán)隊(duì)宣布，由于JWST，他們可能會(huì)對(duì)氣態(tài)巨行星形成的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行一些更新。更具體地說，研究人員表示，他們已經(jīng)開始在回答氣體巨星在宿主恒星周圍形成多長(zhǎng)時(shí)間才能使這些恒星周圍的所有氣體消失的問題上取得進(jìn)展。
簡(jiǎn)短的答案是，不是很長(zhǎng)——但整個(gè)故事要微妙得多。
該團(tuán)隊(duì)使用JWST來(lái)探測(cè)所謂的“圓盤風(fēng)”（有點(diǎn)令人困惑）。這并不是你想象中的風(fēng)。相反，它指的是氣體離開恒星周圍圓盤的過程。這個(gè)“圓盤”將充滿不同類型的物質(zhì)，有可能產(chǎn)生行星。因此，它被稱為“原行星盤”
“我們知道它們的存在，它們可能在盤面演化中發(fā)揮重要作用，”新的盤面風(fēng)分析的主要作者、亞利桑那大學(xué)月球和行星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家納曼·巴賈杰說，告訴Space.com。“我們不知道的是潛在的物理現(xiàn)象，以及由此損失的質(zhì)量。這些是回答我們關(guān)于其影響的所有問題的關(guān)鍵。”
這樣的圓盤也會(huì)包括非氣態(tài)的碎片，就像隨著時(shí)間的推移可以聚集在一起形成巖石行星的塵埃一樣。事實(shí)上，人們認(rèn)為地球就是這樣形成的。
巴賈杰說：“關(guān)于這個(gè)名字，我只能懷疑是因?yàn)樗摹俣取！薄Ｋ忉屨f，該團(tuán)隊(duì)研究的圓盤風(fēng)似乎以每秒10至15公里（6至9英里）的速度移動(dòng)。另一方面，快速移動(dòng)的氣體模式通常被稱為“噴流”。它們的速度可以超過每秒100公里（62英里）。
盡管Bajaj和其他研究人員沒有就氣體行星在原行星盤氣體完全耗盡之前可能需要形成多長(zhǎng)時(shí)間得出最終的、得到嚴(yán)格證實(shí)的答案，但他確實(shí)根據(jù)自己的計(jì)算提供了一個(gè)大致的答案。他估計(jì)：“考慮到這個(gè)圓盤中的氣體質(zhì)量，假設(shè)氣體將以我們發(fā)現(xiàn)的恒定速度離開——大約每年一個(gè)月球質(zhì)量——大約需要10萬(wàn)年。”。
是的，這聽起來(lái)像是一段很長(zhǎng)的時(shí)間。但是，正如巴賈杰所強(qiáng)調(diào)的，從天文學(xué)的角度來(lái)看，這是一個(gè)非常短的時(shí)間尺度：“原行星盤的壽命大約為500萬(wàn)至1000萬(wàn)年！”
如何查找空間磁盤
處理盤風(fēng)運(yùn)動(dòng)的第一步就是簡(jiǎn)單地找到一個(gè)盤風(fēng)主題。當(dāng)然，要找到一個(gè)圓盤風(fēng)的主題，你需要找到一個(gè)原行星盤。
我們的太陽(yáng)系不適用于這種分析，因?yàn)槲覀兯械男行嵌际峭暾摹鈶B(tài)行星。因此，該團(tuán)隊(duì)的圓盤風(fēng)目標(biāo)最終與一顆年輕的低質(zhì)量恒星T Cha周圍的圓盤有關(guān)。老實(shí)說，這是一個(gè)超級(jí)有趣的明星本身。這個(gè)閃閃發(fā)光的天體距離地球約350光年，已知其圓盤中有一個(gè)很大的塵埃間隙。這個(gè)灰塵間隙正是它聽起來(lái)的樣子。
Bajaj說：“這些間隙被認(rèn)為是行星在繞恒星運(yùn)行時(shí)消耗掉所有物質(zhì)而產(chǎn)生的。”。
因此，這樣的差距表明，這顆恒星周圍確實(shí)有萌芽的行星，而且年齡足夠大，這些新生的行星有時(shí)間吃掉一些圓盤本身。巴賈杰說：“我們也把這稱為過渡階段。”。“它正在從原行星盤過渡到更像太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu)。”此外，Bajaj解釋說，之前的地面觀測(cè)表明，該盤中存在氖，這基本上標(biāo)志著該盤的氣體是如何緩慢排出的。稍后會(huì)有更多內(nèi)容。
因此，一個(gè)優(yōu)秀的椎間盤學(xué)科就在眼前。下一步是開始進(jìn)行一些觀察，看看T Cha周圍發(fā)生了什么。
是時(shí)候追蹤一些霓虹燈了。
這是一張年輕恒星T Cha周圍區(qū)域的可見光寬視場(chǎng)圖像，由通過紅藍(lán)濾鏡拍攝的照片創(chuàng)建，是數(shù)字化巡天2號(hào)的一部分。（圖片來(lái)源：uux.cn/ESO和數(shù)字化巡天2。鳴謝：Davide De Martin）
氣態(tài)貴族
氖是一種稀有氣體，是一類由具有完全填充的外電子殼層或價(jià)殼層的原子表示的元素。簡(jiǎn)單地說，由于價(jià)殼層的特性，這些氣體是非常不活潑的。然而，如果暴露在足夠高的溫度下，它們?nèi)匀挥锌赡苁テ渲幸粋€(gè)外層電子。如果發(fā)生這種情況，氣體就會(huì)被“電離”或帶電。
因?yàn)殡娮訋в胸?fù)電荷，失去一個(gè)負(fù)電荷會(huì)使以前中性的原子變得更正一些。獲得額外的電子同樣會(huì)使先前中性的原子變得更負(fù)。但是，對(duì)天文學(xué)家來(lái)說，重要的是，當(dāng)宇宙中的某個(gè)地方發(fā)生這種電離時(shí)，會(huì)留下一個(gè)可以被他們的設(shè)備跟蹤的信號(hào)。其中包括詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡。
而且，正如Bajaj所解釋的，霓虹燈的特征對(duì)于圓盤風(fēng)跟蹤來(lái)說特別特別。
首先，一些氣體更有可能存在于原行星盤中。輕便的霓虹燈就是其中之一。Bajaj解釋道：“對(duì)于較重的稀有氣體，它們的豐度非常低，所以我們看不到它們。”。
第二，不同元素的電離情況不同。有時(shí)，需要一個(gè)非常高的溫度才能將電子從原子上踢出；其他時(shí)候，電子更愿意退出，并且在較低的溫度下退出。
Bajaj說：“氦比任何一種（稀有氣體）都要豐富得多，它被電離的溫度要求要高得多。”。
然而，另一方面，氖會(huì)在更溫和的溫度要求下噴出一個(gè)電子——這就是為什么該團(tuán)隊(duì)專門尋找氖發(fā)射線，以觀察氣體在T Cha原行星盤內(nèi)是如何演化的。簡(jiǎn)而言之，他們找到了兩個(gè)。
“當(dāng)我們第一次看到光譜時(shí)——我研究生院的第一周——我們看到兩條霓虹燈都在蓬勃發(fā)展！”Bajaj說道，并補(bǔ)充道，其中一條線實(shí)際上以前從未在T Cha周圍看到過。“通過JWST觀察，我們發(fā)現(xiàn)霓虹燈來(lái)自離恒星更遠(yuǎn)的地方。”
巴賈杰說：“我花了好幾個(gè)月的時(shí)間試圖從圖像中弄清楚我們是否能看到霓虹燈的發(fā)射結(jié)構(gòu)；這非常困難。”。他解釋說，他花了大約八個(gè)月的時(shí)間才從JWST的圖像中確認(rèn)該結(jié)構(gòu)確實(shí)存在。
但這還不是全部。有一個(gè)驚喜。
這幅藝術(shù)家的插圖描繪了氣體離開新生的行星形成盤的樣子。（圖片來(lái)源：uux.cn/ESO/M.Kornmesser）
Bajaj說，除了霓虹燈線，研究小組還發(fā)現(xiàn)了一條非常強(qiáng)的氬線。盡管以前在一些原行星盤中看到過這樣的氬線，但沒有一個(gè)看起來(lái)如此強(qiáng)烈。
然后，又是一個(gè)驚喜。
Bajaj說：“我們一直認(rèn)為我們有兩條氖發(fā)射線和一條氬發(fā)射線，但有一天天氣好，我在瀏覽光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)我們有另一條氬線。”。“這比其他比賽弱得多，所以我們錯(cuò)過了很長(zhǎng)一段時(shí)間。”
“我們意識(shí)到這是我們第一次在任何原行星盤中看到這條線！”他補(bǔ)充道。“一些資深研究人員認(rèn)為這永遠(yuǎn)不可能做到，但經(jīng)過幾個(gè)月的一些更嚴(yán)格的測(cè)試，我們證實(shí)我們已經(jīng)做到了。”
我們?cè)摵稳ズ螐模?br>巴賈杰重申的一個(gè)重要觀點(diǎn)是，該團(tuán)隊(duì)的新結(jié)果實(shí)際上是在進(jìn)一步了解氣體行星令人費(fèi)解的本質(zhì)的宏偉進(jìn)程中邁出的一小步，盡管這一步至關(guān)重要。這些奇怪的氣體球體是從哪里來(lái)的？他們的建筑似乎很難與之抗衡。
這項(xiàng)新工作不僅加強(qiáng)了之前在這一領(lǐng)域進(jìn)行的許多觀察（事實(shí)上，其中一些觀察是由巴賈杰的合著者領(lǐng)導(dǎo)的），而且還為未來(lái)廣泛的迷人研究打開了大門。例如，有了這些盤風(fēng)的細(xì)節(jié)，該研究的合著者、荷蘭萊頓大學(xué)的博士后研究員Andrew Sellek隨后發(fā)表了一篇論文，概述了模擬結(jié)果，表明盤風(fēng)過程是由光蒸發(fā)驅(qū)動(dòng)的。
冒著過于簡(jiǎn)單化的風(fēng)險(xiǎn)，在這種情況下，光蒸發(fā)是指恒星加熱其周圍圓盤中氣體的能量，然后迫使氣體擴(kuò)散到太空中。巴賈杰說：“就像地球上的水是如何蒸發(fā)的。”。實(shí)際上，Sellek的論文最近被《天文學(xué)雜志》接受發(fā)表；預(yù)打印可在此處查看。
好吧，在這一點(diǎn)上，我可能有點(diǎn)沉思，但在深入了解了圓盤風(fēng)的動(dòng)力學(xué)之后，我忍不住想一想這個(gè)主題有多令人滿意。這幾乎就像碎片簡(jiǎn)單地落在了合適的位置。
例如，由于氣體離開原行星盤的方式，確實(shí)一旦氣體消失，只有巖石行星才能形成。氣體世界，尤其是氣態(tài)巨星，更有可能出現(xiàn)在行星系統(tǒng)的外部區(qū)域。原行星盤的外部區(qū)域往往有更普遍的質(zhì)量，因此導(dǎo)致整體上有更大質(zhì)量的行星，其中包括木星式的氣態(tài)巨星。此外，主持人本身也有發(fā)言權(quán)。
Bajaj說：“離恒星很近的巖石行星（像水星）將很少或沒有大氣層，因?yàn)樗鼘⒈惶?yáng)的高能光子剝離——類似于光蒸發(fā)。”。“對(duì)于氣態(tài)巨星來(lái)說，如果它們碰巧在恒星附近形成，它們有可能在氣體和太陽(yáng)能量之間找到平衡。”
最后，盡管在這一點(diǎn)上說得很老套，但所有這些都證明了詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡在多大程度上改變了我們對(duì)宇宙的理解。它的紅外靈敏度無(wú)疑是巨大的，但它的許多發(fā)現(xiàn)都?xì)w功于已經(jīng)可以建立的大量工作——幫助科學(xué)家確定JWST應(yīng)該在哪里尋找的論文庫(kù)。
巴賈杰說：“我們確實(shí)站在巨人和巨型望遠(yuǎn)鏡的肩膀上。”。
這項(xiàng)研究于3月4日發(fā)表在《天文學(xué)雜志》上。
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