哈勃望遠鏡發(fā)現(xiàn)在2萬光年外的這個星團中，行星真的很難形成！

使用哈勃太空望遠鏡的天文學家發(fā)現(xiàn)，行星很難在巨大而擁擠的韋斯特倫德2號星團混亂的中心區(qū)域形成。韋斯特倫德2號位于2萬光年外，是一個研究恒星演化過程的獨特實驗室，因為它相對較近，相當年輕，并且包含大量的恒星。哈勃太空望遠鏡對韋斯特倫德2號恒星進行了為期三年的研究，發(fā)現(xiàn)圍繞星團中心附近恒星的原行行星盤前身神秘地沒有大型、密集的塵埃云。

因為這些塵埃云可能在數(shù)百萬年后變成行星。然而，觀測顯示，星團外圍的恒星確實有巨大行星形成的塵埃云嵌入到原行行星盤中。研究人員認為，我們的太陽系在46億年前形成時就遵循了這個方式。那么，為什么韋斯特倫德2號星團中的一些恒星很難形成行星，而另一些則沒有呢？似乎行星的形成取決于位置，星團中最大質(zhì)量和最亮的恒星聚集在核心，這一點得到了對其他恒星形成區(qū)域的觀測證實。

大的星團中心包含至少30顆極大質(zhì)量的恒星，其中一些質(zhì)量高達太陽的80倍。它們熾熱的紫外線輻射和颶風般的帶電粒子星風吹起了鄰近較低質(zhì)量恒星周圍的原行行星盤，驅(qū)散了巨塵埃云。巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所首席研究員、哈勃研究的首席研究員埃琳娜·薩比(Elena Sabbi)解釋說：基本上，如果有怪物恒星，它們的能量將改變附近原行行星盤的性質(zhì)，質(zhì)量較小的恒星。

可能仍然有一個原行行星盤，但是恒星改變了圓盤中塵埃的組成，所以更難創(chuàng)造穩(wěn)定的結構，最終導致行星難以形成。研究認為，塵埃要么在100萬年后蒸發(fā)掉，要么在成分和大小上發(fā)生了如此戲劇性的變化，以至于行星沒有形成。哈勃的觀測代表著天文學家第一次分析了一個密度極高的星團，以研究哪些環(huán)境有利于行星的形成。然而，科學家們?nèi)匀辉跔幷摚薮蠛阈鞘窃谥行恼Q生的，還是遷移到那里的。

韋斯特倫德2號星團的核心已經(jīng)有大質(zhì)量恒星，盡管它是一個相對年輕的200萬年系統(tǒng)。使用哈勃3號廣角相機，研究人員發(fā)現(xiàn)，在韋斯特倫德2號星團近5000顆恒星中，質(zhì)量在太陽質(zhì)量的0.1到5倍之間，其中1500顆恒星在恒星從原行行星盤中吸積物質(zhì)時，其光線出現(xiàn)了波動。在原行星盤內(nèi)聚集的軌道物質(zhì)會暫時阻擋部分星光，造成亮度波動。然而，哈勃只在星團密集中心區(qū)域之外的恒星周圍探測到了這種軌道物質(zhì)特征。

哈勃望遠鏡在大約5%的恒星恢復正常亮度之前，目睹了長達10到20天的亮度大幅下降，沒有在距中心4光年內(nèi)的恒星中檢測到這些亮度下降。這些波動可能是由從恒星前面經(jīng)過的大團塵埃引起。從地球上看，這些團塊會在一個傾斜的圓盤上，幾乎是側(cè)面傾斜的，研究人員認為它們是正在形成的行星體或結構。這些可能是最終在演化系統(tǒng)中形成行星的種子。在非常大質(zhì)量的恒星附近看不到這些系統(tǒng)，只在中心以外的系統(tǒng)中看到了它們。

多虧了哈勃望遠鏡，天文學家現(xiàn)在可以看到恒星是如何在類似早期宇宙環(huán)境中積累的，在早期宇宙中，星團由怪物恒星主導。到目前為止，附近最廣為人知包含大質(zhì)量恒星的恒星環(huán)境是獵戶座星云中的恒星誕生區(qū)域。然而，韋斯特倫德2號星團是一個更豐富的目標，因為它的恒星數(shù)量更多。哈勃對韋斯特倫德2號星團的觀測，讓天文學家更好地了解了不同質(zhì)量的恒星是如何隨時間變化，以及來自超大質(zhì)量恒星的強風和輻射是如何影響附近低質(zhì)量恒星及其原行行星盤的。

例如，看到像我太陽這樣質(zhì)量較低的恒星，在星團中靠近極大質(zhì)量的恒星時，仍然有原行行星盤，并且在生長過程中仍然可以共生物質(zhì)。但它們原行行星盤結構似乎與在遠離星團核心平靜環(huán)境中形成的恒星周圍的圓盤有很大不同，而這些信息對于建立行星形成和恒星演化的模型非常重要。這個星團將成為美國宇航局（NASA）即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡進行后續(xù)觀測的極佳實驗室。哈勃太空望遠鏡幫助天文學家確定了可能具有行星結構的恒星。

有了韋伯太空望遠鏡，研究人員可以研究恒星周圍的哪些原行行星盤沒有吸積物質(zhì)，哪些圓盤仍然有可能形成行星的物質(zhì)。這些關于1500顆恒星的信息，將使天文學家能夠繪制出恒星系統(tǒng)如何生長和演化的路徑。韋伯太空望遠鏡還可以研究原行行星盤在不同演化階段的化學成分，觀察它們是如何變化的，并幫助天文學家確定環(huán)境在它們的演化中起到了什么影響。

博科園｜研究/來自：美國宇航局戈達德太空飛行中心

研究發(fā)表在期刊《天體物理學》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab7372

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