通过在年轻恒星周围的许多行星形成盘中发现的微妙翘曲,可能揭示了我们太阳系中行星轨道倾斜不同的起源。
一个名为 exoALMA 的大型观测项目(阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列)详细调查了 15 个行星形成盘,即原行星盘。特别是,由伦敦玛丽女王大学的 Andrew Winter 领导的天文学家测量了每个盘中一氧化碳气体的多普勒频移。多普勒频移可以告诉我们气体的速度和行进方向,而一氧化碳是盘中其他物质的绝佳代表,因为它在 ALMA 观测的亚毫米无线电波长处具有强烈的信号。
多普勒频移测量结果表明,盘的倾斜度可能在半度到两度之间变化。
“我们的结果表明,原行星盘略微翘曲,”Winter 在一份声明中说。“这将极大地改变我们对这些物体的理解,并对行星的形成方式产生许多影响。”
行星形成盘的理想化视图是一个完美平坦且整齐排列的气体和尘埃漩涡环面。然而,翘曲的存在表明,行星形成盘绝非井然有序。相反,它们似乎表现出一定程度的无序性,但这种无序性的原因仍然不确定。看不见的伴星的引力是否会产生潮汐力,以不同方式拉动盘的不同部分?或者这仅仅是盘中物质混沌混合的结果,导致尘埃和气体彼此相互作用?
无论原因是什么,这些盘之间都有一些共同点,主要是从盘中吸取物质到年轻恒星上(帮助其生长)的速率似乎与翘曲的不同特性有关。这意味着盘的最内部区域与发现翘曲和行星形成的外部之间存在某种动态联系。
Winter 的团队甚至在模拟中证明了,翘曲可能是某些行星形成盘中看到的螺旋图案,或者盘的不同部分之间高达 10 摄氏度的温度波动的根源。