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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國(guó)建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國(guó)作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書(shū)記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國(guó)家創(chuàng)新人才高地，率先建成國(guó)家高水平科技智庫(kù)，率先建設(shè)國(guó)際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國(guó)科學(xué)院辦院方針

首頁(yè) > 科研進(jìn)展

紫金山天文臺(tái)等基于ALMA觀測(cè)揭示LkCa 15原行星盤(pán)的氣體和塵埃分布

2019-08-29 紫金山天文臺(tái)

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語(yǔ)音播報(bào)

　　8月28日，The Astrophysical Journal (《天體物理學(xué)雜志》) 在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)季江徽課題組與合作者的研究成果，該項(xiàng)研究利用Atacama Large Millimeter/submillimeter Array（ALMA）射電干涉陣的觀測(cè)數(shù)據(jù)，給出了原行星盤(pán)LkCa 15中的氣體和塵埃分布特征，并準(zhǔn)確限定原行星盤(pán)的氣體質(zhì)量，揭示了行星形成早期的物理環(huán)境。

　　原行星盤(pán)是環(huán)繞在年輕恒星周?chē)蓺怏w和塵埃組成的氣體盤(pán)。原行星盤(pán)在分子云坍縮過(guò)程中與年輕的恒星同時(shí)形成，在空間上其半徑可延伸至1000 AU （天文單位），它是行星誕生的搖籃。原行星盤(pán)的研究可為深入了解行星形成提供重要線索。LkCa 15是一顆位于金牛座的年輕恒星，早在2012年天文學(xué)家在其塵埃盤(pán)內(nèi)部空洞發(fā)現(xiàn)疑似行星的候選體 LkCa 15 b，后續(xù)對(duì)該原行星盤(pán)持續(xù)的觀測(cè)，期望獲得更準(zhǔn)確的圖像來(lái)給出行星存在的證據(jù)。2014年，ALMA通過(guò)塵埃連續(xù)譜與CO的3-2發(fā)射線對(duì)LkCa 15系統(tǒng)進(jìn)行了高精度觀測(cè)，給出LkCa 15原行星盤(pán)的塵埃與CO圖像。然而，在LkCa 15系統(tǒng)的氣體盤(pán)質(zhì)量可能較大以及其¹²CO的發(fā)射線處于光學(xué)厚的情況下，如何準(zhǔn)確確定其質(zhì)量信息成為一個(gè)難題。

　　在該項(xiàng)研究中，紫金山天文臺(tái)領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)基于 LkCa 15 系統(tǒng)的氣體盤(pán)面密度分布參數(shù)化方法，在一個(gè)較大的參數(shù)空間內(nèi)開(kāi)展搜索，以獲得其最佳擬合質(zhì)量（圖1）。研究人員發(fā)現(xiàn)，最佳擬合表明 LkCa 15 系統(tǒng)的氣體盤(pán)約為0.1個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，這個(gè)結(jié)果證實(shí)了已有的兩次低分辨率觀測(cè)。同時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)擬合氣體發(fā)射線的多通道圖，能夠更準(zhǔn)確地限定原行星盤(pán)中的氣體質(zhì)量，將來(lái)基于該方法可廣泛應(yīng)用于精確限定光學(xué)厚這類(lèi)原行星盤(pán)的質(zhì)量。

　　該項(xiàng)研究工作第一作者為紫金山天文臺(tái)博士晉升，合作者包括美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員Hui Li課題組和美國(guó)萊斯大學(xué)博士Andrea Isella。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金(11503092, 11773081, 11661161013) 、中科院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)、中科院行星科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的資助。

　　圖：不同原行星盤(pán)質(zhì)量下的CO多通道圖與ALMA觀測(cè)對(duì)比。從上至下：低質(zhì)量模型，最佳擬合，高質(zhì)量模型。

　　8月28日，The Astrophysical Journal (《天體物理學(xué)雜志》) 在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)季江徽課題組與合作者的研究成果，該項(xiàng)研究利用Atacama Large Millimeter/submillimeter Array（ALMA）射電干涉陣的觀測(cè)數(shù)據(jù)，給出了原行星盤(pán)LkCa 15中的氣體和塵埃分布特征，并準(zhǔn)確限定原行星盤(pán)的氣體質(zhì)量，揭示了行星形成早期的物理環(huán)境。
　　原行星盤(pán)是環(huán)繞在年輕恒星周?chē)蓺怏w和塵埃組成的氣體盤(pán)。原行星盤(pán)在分子云坍縮過(guò)程中與年輕的恒星同時(shí)形成，在空間上其半徑可延伸至1000 AU （天文單位），它是行星誕生的搖籃。原行星盤(pán)的研究可為深入了解行星形成提供重要線索。LkCa 15是一顆位于金牛座的年輕恒星，早在2012年天文學(xué)家在其塵埃盤(pán)內(nèi)部空洞發(fā)現(xiàn)疑似行星的候選體 LkCa 15 b，后續(xù)對(duì)該原行星盤(pán)持續(xù)的觀測(cè)，期望獲得更準(zhǔn)確的圖像來(lái)給出行星存在的證據(jù)。2014年，ALMA通過(guò)塵埃連續(xù)譜與CO的3-2發(fā)射線對(duì)LkCa 15系統(tǒng)進(jìn)行了高精度觀測(cè)，給出LkCa 15原行星盤(pán)的塵埃與CO圖像。然而，在LkCa 15系統(tǒng)的氣體盤(pán)質(zhì)量可能較大以及其12CO的發(fā)射線處于光學(xué)厚的情況下，如何準(zhǔn)確確定其質(zhì)量信息成為一個(gè)難題。
　　在該項(xiàng)研究中，紫金山天文臺(tái)領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)基于 LkCa 15 系統(tǒng)的氣體盤(pán)面密度分布參數(shù)化方法，在一個(gè)較大的參數(shù)空間內(nèi)開(kāi)展搜索，以獲得其最佳擬合質(zhì)量（圖1）。研究人員發(fā)現(xiàn)，最佳擬合表明 LkCa 15 系統(tǒng)的氣體盤(pán)約為0.1個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，這個(gè)結(jié)果證實(shí)了已有的兩次低分辨率觀測(cè)。同時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)擬合氣體發(fā)射線的多通道圖，能夠更準(zhǔn)確地限定原行星盤(pán)中的氣體質(zhì)量，將來(lái)基于該方法可廣泛應(yīng)用于精確限定光學(xué)厚這類(lèi)原行星盤(pán)的質(zhì)量。
　　該項(xiàng)研究工作第一作者為紫金山天文臺(tái)博士晉升，合作者包括美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究員Hui Li課題組和美國(guó)萊斯大學(xué)博士Andrea Isella。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金(11503092, 11773081, 11661161013) 、中科院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)、中科院行星科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的資助。
　　
　　圖：不同原行星盤(pán)質(zhì)量下的CO多通道圖與ALMA觀測(cè)對(duì)比。從上至下：低質(zhì)量模型，最佳擬合，高質(zhì)量模型。
　　

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