用红外光拍摄的宇宙望远镜图像揭示了原来不为人知的详情，如猎户座星云中的太阳形成区的这张图像。最近的一项研究依靠红外线数据追踪了小太阳的频繁爆发，因为它们从周围的气体和尘埃盘中收集质量。资料来源：ESA/美国宇航局/JPL-Caltech
（神奇的地球uux.cn）据cnBeta：最年轻的太阳在消耗周围星盘的物质时，经常会发出璀璨的闪光。最近对NASA退役的斯皮策宇宙望远镜的数据分析显示，新生的太阳以惊人的速度"进食"，并通过令人惊讶的频繁进食狂潮而成长。
分析发现，处于最早发育阶段的太阳婴儿的爆发--当它们大约有10万年古代，或者相当于一个7小时大的婴儿--大约每400年发生一次。这些亮度的爆发是进食的迹象，因为年轻的、成长中的太阳从它们周围的气体和灰尘盘中吞噬物质。
托莱多大学的天文学家Tom Megeath说："当你在观察太阳的形成时，气体云会坍塌以形成一颗太阳。这简直就是实时的太阳制造过程"。
Megeath是这项研究的共同作者，这项研究今年早些时候发表在《天体物理学杂志》上，由沙特阿拉伯贾赞大学的教授Wafa Zakri领导。这代表着在了解太阳的形成期方面向前迈出了一大步。到目前为止，最年轻的太阳的形成和早期进展一直是研究的难点，因为它们大多被隐藏在形成它们的云层中，无法看到。
这些年轻的太阳年龄不到10万年，被称为"0级原星"--被包裹在厚厚的气体包裹中，它们的爆发尤其难以用地面望远镜观察到。首次这样的爆发是在近一个世纪前发现的，此后它们就很少被看到了。
但是，斯皮策在2020年结束了它在轨道上16年的观测，在红外线中观察宇宙，超出了人类眼睛所能看到的范围。这一点，以及它长时间的凝视，使斯皮策能够看穿气体和尘埃云，并从依偎在里面的太阳那里捕捉到这种亮斑。
研究小组搜索了2004年至2017年期间猎户座太阳形成云层中的斯皮策数据，这是一次足够长的"凝视"，以捕捉正在爆发的小太阳。在92颗已知的0级原星中，他们发现了三颗--其中两颗的爆发是以前未知的。数据显示，最年轻的婴儿星的爆发率大约为每400年一次，比从猎户座的227颗较老的原生星测得的爆发率要频繁得多。
他们还将斯皮策的数据与其他望远镜的数据进行了比较，包括天基广域红外巡天探测器（WISE）、现已退役的欧空局（European Space Agency）赫歇尔宇宙望远镜，以及现已退役的空中平流层红外天文台（SOFIA）。这使他们能够估计出这种爆发通常持续15年左右。一颗婴儿太阳的一半或更多的体积是在早期的0级时期增加的。
Megeath说："按照宇宙的标准，太阳在非常年轻的时候生长迅速。这些年轻的太阳拥有最频繁的爆发是说得通的"。
新的发现将帮助天文学家更好地了解太阳是怎么形成和积累质量的，以及这些早期的质量消耗可能会影响后来的行星形成。
他说："它们周围的盘子都是行星形成的原材料，爆发实际上可以影响这些材料，也许会引发分子、颗粒和晶体的出现，它们可以粘在一起，形成更大的结构。甚至有可能，我们自己的太阳曾经是这些打嗝的婴儿之一。"太阳比大多数太阳要大一些，但是没有理由认为它没有经历过这种爆发式成长的过程。它可能做到了。当我们见证了太阳的形成过程，它是了解我们自己的太阳系在46亿年前的一个窗口。"
ALMA 观测行星形成的尘埃遗址
PDS 70的伪彩色合成图像。左面板显示了之前在0.87毫米处的ALMA观测结果，右面板显示了3毫米处的新ALMA观测值。合成图像将毫米/亚毫米连续图像与ALMA（红色）、W.M.Keck天文台的红外连续图像（绿色）和VLT拍摄的氢发射线的光学图像（蓝色）相结合。图像显示，ALMA观测到的尘埃排放在Keck和VLT探测到的行星外形成了环状结构。在3毫米的波长处，可以明显看到粉尘排放集中在西北方向（图像的右上角）。来源：uux.cn/ALMA（ESO/NAOJ/NRAO），W.M.Keck天文台，VLT（ESO），K.Doi（MPIA）（神秘的地球uux.cn）据ALMA望远镜：阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）通过在刚刚形成的行星轨道外检测到高浓度的尘埃颗粒（一种行星形成材料），成功地观测到了行星形成的地点。由Kiyoaki Doi领导的一个国际研究小组，当时是日本国家天文台（NAOJ）/高级研究生大学SOKENDAI的博士生，目前是马克斯·普朗克天文学研究所的博士后，用ALMA对一颗名为PDS 70的年轻恒星周围的原行星盘进行了3毫米波长的高分辨率观测。该天体拥有两颗已知的行星，新的ALMA观测揭示了行星轨道外尘埃颗粒的局部积聚。这一发现表明，已经形成的行星为行星积累了物质，并促进了下一颗行星的潜在形成。这项工作有助于揭示由多个行星组成的行星系统的形成过程，如太阳系。这篇题为“ALMA波段3观测揭示的PDS 70盘的不对称尘埃积聚”的文章已被《天体物理学杂志快报》接受发表。它可以在arXiv预印本服务器上找到。迄今为止，已经在太阳系内外发现了5000多颗行星。在某些情况下，它们组成了由多个行星组成的行星系统。这些行星被认为起源于围绕年轻恒星的原行星盘中的微米级尘埃颗粒。然而，这些尘埃颗粒是如何在局部积累并导致行星系统形成的，目前尚不清楚。PDS 70是唯一已知的在原行星盘内具有已形成行星的天体，这一点已通过光学和红外观测得到证实。揭示该天体中尘埃颗粒的分布将有助于深入了解已经形成的行星如何与周围的原行星盘相互作用，并可能影响随后的行星形成。之前对0.87毫米ALMA的观测揭示了行星轨道外尘埃颗粒的环形排放。然而，发射源可能在光学上很厚（不透明，近侧的灰尘颗粒会遮挡后面的灰尘颗粒），观察到的发射分布可能无法准确反映灰尘颗粒的分布。由Kiyoaki Doi领导的研究人员使用ALMA在3mm波长下对PDS 70周围的原行星盘进行了高分辨率观测。3mm处的观测值在光学上更薄（更透明），从而更可靠地提供了尘埃颗粒的分布。3毫米的新观测结果显示，与之前的0.87毫米观测结果不同，尘埃排放集中在行星外尘埃环内的特定方向。这表明，尘埃颗粒是行星的组成部分，在狭窄的区域积聚并形成局部团块。行星外的尘埃团表明，已经形成的行星与周围的星盘相互作用，将尘埃颗粒集中在轨道外缘的一个狭窄区域。这些聚集的尘埃颗粒被认为会生长成一颗新行星。行星系统的形成，就像太阳系一样，可以通过重复这个过程从内到外依次形成行星来解释。这项工作通过观测捕捉了已经形成的行星如何与周围环境相互作用并触发下一颗行星的形成，有助于我们理解行星系统的形成。领导这项工作的Kiyoaki Doi说：“天体由多个组件组成，每个组件都发射不同波长的辐射。因此，在多个波长下观察同一物体可以提供对目标的独特视角。“在PDS 70中，行星是在光学和红外波长下发现的，而原行星盘是在毫米波长下观察到的。这项工作表明，即使在ALMA的观测波长范围内，星盘也表现出不同的形态。“这突显了跨不同波长观测的重要性，包括使用ALMA进行多波长观测。使用不同望远镜在不同观测设置下观测目标的多个组成部分对于全面了解整个系统是必要的。”
TESS发现土星大小的系外行星TOI
TOI-4994在30（上）、10（中）和2（下）分钟节奏下的TESS光曲线，结合了6个不同的扇区。来源：uux.cn/Rodriguez等人，2024。（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（Tomasz Nowakowski）：利用美国国家航空航天局的凌日系外行星勘测卫星（TESS），一个国际天文学家团队探测到一颗围绕一颗遥远恒星运行的新系外行星。这个新发现的外星世界被命名为TOI-4994b，它很温暖，比土星稍小。这一发现发表在12月3日预打印服务器arXiv上的一篇研究论文中。迄今为止，TESS已经确定了7300多颗候选系外行星（TESS感兴趣的天体，或TOI），其中571颗已被确认。自2018年4月发射以来，该卫星一直在对太阳附近约20万颗最亮的恒星进行调查，目的是寻找凌日系外行星，从小型岩石世界到气态巨星。现在，由马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理中心（CfA）的Romy Rodriguez领导的一组天文学家证实了TESS监测到的另一个TOI。他们在TOI-4994的光曲线中发现了一个凌日信号，这是一颗与太阳大小和质量相当的G型恒星，距离约1079光年。该信号的行星性质得到了使用地面望远镜（包括Las Cumbres天文台全球望远镜（LCOGT））的后续观测的证实。研究人员解释说：“在TESS的第12区首次检测到一个周期为21.5天的凌日信号，随后通过地面的后续光度测定得到了证实。”。这颗新发现的行星的半径约为0.76木星半径，其质量估计为0.28木星质量，其密度与土星相似，为0.78 g/cm3。TOI-4994b每21.5天绕其宿主运行一次，距离宿主0.15天文单位，其平衡温度约为717.6 K。因此，TOI-4994b的性质与土星相似，可以归类为温暖的土星系外行星。一般来说，已知的温暖土星的数量仍然相对较少，因为迄今为止发现的这类行星不到20颗，这使得TOI-4994 b成为该样本的有价值的补充。该论文的作者指出，TOI-4994 b的性质也表明，其历史是由行星间的散射和可能的合并形成的。然而，为了证实这一点，还需要进一步的观察。他们补充说，这颗行星是后续恒星倾角测量的良好候选者。当谈到母恒星TOI-4994（也称为TIC 277128619）时，它的半径约为1.05太阳半径，而它的质量与太阳相当。这颗恒星估计有63亿年的历史，有效温度为5640 K，金属丰度为0.165 dex。
