行星都有环吗「星空中也有环和缝隙吗形成行星系统的环和缝隙」

一颗系外行星的发现通常是由于对一颗恒星的闪烁（过境法）或它的摆动（径向速度法）监测而产生的。直接成像发现是很罕见的，因为很难发现隐藏在其主恒星眩光中一颗微弱的系外行星。然而新一代无线电干涉仪的出现(以及近红外成像的改进)，使原行星盘得以成像，以及在圆盘子结构中对轨道外行星的推断。缝隙和环状结构对于行星的存在或持续形成特别有吸引力。

这是一种围绕年轻恒星Elias 24的尘埃环模型，该模型是基于新阿尔玛星系图像进行的。该模型发现尘埃是由一颗行星形成的，木星的质量有70%来自恒星。图片版权：Dipierro et al. 2018

在许多原行星系统中，已经通过红外和亚毫米发射确定了尘埃环。这些环的起源是有争议的，它们可能是由尘埃“堆积”、尘埃沉降、重力不稳定，甚至是尘埃的光学性质变化形成。或者土星环可能会动态地从已经形成的行星轨道运动中得到结果。行星会在尘埃圆盘上引起波，当它们消散时会产生间隙或环。解决这一问题的关键在于认识到不同大小尘埃颗粒行为的方式不同，小颗粒与气体紧密结合，从而追踪气体质量，而较大的颗粒(毫米大小或更大)则倾向于跟随压力梯度，集中在边缘附近。

CfA的天文学家Sean Andrews和David Wilner是一个科学家小组的成员，他们利用ALMA的设备将年轻的恒星Elias 24周围的尘埃成像，分辨率大约为28 au（一个天文单位是地球离太阳的平均距离）。天文学家们发现了存在缝隙和环的证据，并且假设这些是由一个轨道行星产生的，并对这个系统进行了建模，使行星质量和位置以及尘埃的密度分布都得以演化发展。最佳模型很好地解释了这一观测结果：大约四万四千年后，这颗被推断出的行星质量是木星质量的70%，并且距离恒星61.7AU。这一结果结论是：在许多年轻环绕恒星的圆盘中，间隙和环都是普遍存在的，并且表明了轨道行星的存在。

博科园-科学科普｜参考： 皇家天文学会月报｜来自： 哈佛史密森天体物理中心