ALMA 拍摄的最清晰影像，展示了 450 光年以外一颗年龄不超过 100 万年的恒星周围，行星正在尘埃气体盘中形成的场景。图片来源： ALMA (NRAO/ESO/NAOJ); C. Brogan, B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)
天文学家在测试和检验阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵（ALMA）新的高分辨率性能的时候，在一颗新生恒星周围拍到了迄今最清晰的行星形成景象。
这张革命性的新影像，揭示了金牛座 HL 周围行星形成盘的惊人细节。这颗类似太阳的恒星位于金牛座中，距离地球大约 450 光年。
ALMA 在这个恒星系统中发现前所未见的特征，包括多个同心圆环，相互之间被边界清晰的环缝隔开。这些结构表明，在这颗相当年轻的恒星周围，行星形成过程已经在顺利进行了。
ALMA 副主管斯图亚特·科德（Stuartt Corder）说，“这些特征几乎是年轻的行星状天体在物质盘中成型所带来的必然结果。这让人相当惊讶，因为金牛座 HL 的年龄还不到 100 万年，没有人预料到这么年轻的恒星会拥有这么大的行星类天体，能够产生出我们在这张影像中看到的这些结构。”
天文学家认为，所有恒星都是气体尘埃云在自身引力作用下坍缩而形成的。随着时间的推移，恒星周围的尘埃颗粒会粘连在一起，聚集形成砂粒，卵石，以及巨大的石块。最终，这些物质会构成一个薄薄的原行星盘，小行星和行星就在其中形成。
一旦这些行星类天体获得了足够大的质量，它们就会反过来重塑原行星盘的结构。它们会扫清轨道附近的碎屑，把尘埃和气体驱赶到越来越窄的区域之中，从而在原行星盘中形成环带和环隙。
行星状天体在原行星盘中形成之后，它们会用引力扫清自身轨道附近的碎屑，从而在原行星盘中产生清晰的缝隙。这是一张艺术概念图，与 ALMA 实际拍到的影像别无二致。图片来源：National Science Foundation, A. Khan
ALMA 拍到的这幅最新影像，揭示的就是这样一个景象，展示了细腻到惊人的细节，提供了迄今最清晰的、有关行星形成的影像。如此清晰的影像，过去只在计算机模拟和艺术家的画笔下出现过。ALMA 履行了当初建造它的承诺，提供了最直接的证据，证明我们的宇宙跟理论上的推演极为吻合。
美国国家射电天文台台长托尼·比斯利（Tony Beasley）说“这个新的观测结果出人意料，为行星形成过程提供了难以置信的影像。想理解我们自己的太阳系如何演化成现在这样，并了解行星在宇宙各个角落又如何形成，这样的清晰度是至关重要的。”
在可见光波段，金牛座 HL 隐藏在厚厚的一个尘埃气体包层的后面。好在 ALMA 观测的电磁波波长要比可见光长得多，因此它有能力看穿挡在前面的尘埃，研究这个云团核心处正在发生的物理过程。美国国家射电天文台的天文学家克丽丝特尔·布罗根（Crystal Brogan）说，“这确实是这一波段迄今见过的最不寻常的影像。它展示出来的细节如此细腻，甚至比许多可见光图像更让人印象深刻。我们能够看到行星正在诞生的场景，这一事实不仅将帮助我们理解其他恒星周围行星如何形成，还将帮助我们理解太阳系自身的起源。”
ALMA 建造于智利北部的阿塔卡马沙漠，完成建成后将由 66 面射电望远镜构成。图片来源：redorbit.com
ALMA 的观测分辨率之所以如此之高，是因为隶属于这一阵列的天线之间的间距能够达到 15 千米。这样的基线在毫米波段能够提供高达 35 毫角秒的分辨率，相当于在 110 千米以外看见一枚硬币。
这些长基线实现了 ALMA 的一个主要目标，标志着 ALMA 又达到了一个技术和工程上的里程碑。未来 ALMA 最长可以用 16 千米的基线进行观测，将提供更加清晰的影像，继续扩展我们对于宇宙的理解。
编译来源美国国家射电天文台官网，Birth of Planets Revealed in Astonishing Detail in ALMA’s ‘Best Image Ever’
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