ALMA的一项惊人化学发现可能有助于探测和确认原行星 _行星

位于人马座的年轻恒星HD 169142是一颗巨大原行星的宿主，这颗行星嵌在其充满灰尘、富含气体的原行星盘中。这位艺术家的概念显示了类似木星的行星与附近的分子气体相互作用并加热，推动了几条发射线中的外流，包括来自SO和SiS等激波追踪分子的外流，以及常见的12CO和13CO 。鸣谢:阿尔玛(ESO/NAOJ/NRAO)、m . Weiss(NRAO/AUI/国家科学基金会)
据美国国家射电天文台（艾米·c·奥利弗）：科学家利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)研究年轻恒星周围的原行星盘，发现了迄今为止原行星形成的最令人信服的化学证据。这一发现将为天文学家提供一种替代方法，在无法直接观察或成像的情况下，检测和描述原行星。这些结果将发表在即将出版的《天体物理学杂志快报》上。
HD 169142是一颗位于人马座的年轻恒星，天文学家对它非常感兴趣，因为它有一个巨大的富含尘埃和气体的环星盘，几乎可以正面观察。在过去的十年中，已经确定了几颗原行星候选行星，今年早些时候，列日大学和莫纳什大学的科学家证实，其中一颗候选行星HD 169142 b实际上是一颗巨大的类木星原行星。
ALMA是一项国际合作项目，美国国家科学基金会的国家射电天文台(NRAO)是其成员之一，该项目对ALMA档案数据的新分析揭示了这些发现，现在可能使科学家更容易检测、确认并最终描述年轻恒星周围形成的原行星。
“当我们在亚毫米波长下观察HD 169142及其圆盘时，我们发现了这颗最近被证实的巨型气体原行星的几个令人信服的化学特征，”哈佛大学史密森尼天体物理中心的天文学家查尔斯·劳(Charles Law)说，他是这项新研究的第一作者。“我们现在已经确认，我们可以使用化学特征来计算年轻恒星周围的圆盘中可能正在形成什么样的行星。”
该团队专注于HD 169142系统，因为他们认为HD 169142 b巨型原行星的存在很可能伴随着可检测的化学信号，他们是对的。劳的团队检测到了一氧化碳(12CO和它的同位素13CO)和一氧化硫(SO)，这两种物质之前已经被检测到，并被认为与其他圆盘中的原行星有关。但该团队首次还检测到了一硫化硅(SiS) 。
这令人惊讶，因为为了让ALMA能够探测到SiS发射，硅酸盐必须在气体高速运动引起的大规模冲击波中从附近的尘埃颗粒中释放出来，这种行为通常是由巨大的原行星驱动的外流造成的。
“SiS是一种我们以前从未在原行星盘中见过的分子，更不用说在巨大的原行星附近了， ”Law说。“探测到SiS发射出现在我们面前，因为这意味着这颗原行星必须在周围的气体中产生强大的冲击波。”
通过这种探测年轻原行星的新化学方法，科学家们可能会打开一扇关于宇宙的新窗口，并加深他们对系外行星的了解。原行星，尤其是那些仍然嵌入其母星周盘的原行星，如HD 169142系统，提供了与已知系外行星种群的直接联系。
“系外行星存在巨大的多样性，通过使用ALMA观察到的化学特征，这为我们提供了一种新的方式来理解不同的原行星如何随着时间的推移而发展，并最终将它们的属性与系外行星系统的属性联系起来，”Law说。
“除了为ALMA寻找行星提供了新的工具，这一发现还开启了许多我们从未见过的令人兴奋的化学。随着我们继续调查年轻恒星周围的更多圆盘，我们将不可避免地发现其他有趣但意想不到的分子，就像SiS一样。诸如此类的发现意味着，我们只是刚刚触及与原行星环境相关的真实化学多样性的表面。”