韦伯望远镜观测到新影像 3条碎片带环绕北落师门

路透社报导，科学家今天公布韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）的观测影像，显示银河系的明亮恒星北落师门（Fomalhaut）周围有类似特征的新细节，观测到有3个由尘埃组成的碎片同心环，围绕着北落师门恒星运转，提供了迄今关于太阳系外这类结构的最完整景象。

北落师门是我们夜空中最明亮的恒星之一，也是南鱼座（Piscis Austrinus）中最亮的恒星，位于距地球25光年处。一光年是光在真空中行走一年的距离，约为9.5兆公里。

天文学家最初是在1983年发现北落师门周围有一个碎片带。韦伯太空望远镜观测到有另两个碎片环靠近北落师门，靠近内侧的较为明亮，中间那环比较狭窄。

这3条碎片带似乎都充斥著称为星子（planetesimals）的物体，其中有些据信是在恒星系统的历史初期一同形成行星，其他则是维持在像小行星与彗星的碎片状态。

这项研究报告刊登于「自然天文学」（Nature Astronomy）期刊，亚利桑那大学（University of Arizona）天文学家、报告主笔盖斯巴（Andras Gaspar）说：「跟我们的太阳系很像，其他行星系也有小行星与彗星岩屑盘存在，这是行星形成时代所遗留的星子，经碰撞相互作用持续磨成微米大小的粒子。」

北落师门的亮度比太阳亮超过16倍，体积是太阳的近两倍大，年龄约4亿4000万年，不到太阳的1/10，但可能已走到寿命的近一半。

这3条相互嵌套的碎片带从北落师门往外延伸230亿公里，约为地球到太阳距离的150倍长。

研究人员尚未在北落师门周围发现任何行星，但他们怀疑这些碎片带是受到未看到的行星的引力牵引而形成。我们的太阳系有两条这类碎片带，一个位于岩石行星火星与气态巨行星木星之间的主小行星带，另一个位于冰态巨行星海王星以外的古柏带（Kuiper belt）。

太阳系中最大行星木星产生的引力影响，形成了主小行星带。古柏带的内侧边缘有矮行星冥王星与阋神星（Eris）还有形形色色的冰冷物体，是由最外侧的行星海王星形塑而成。

韦伯太空望远镜2021年发射升空，从去年开始搜集资料，今天公布的观测影像是使用中红外线仪器（Mid-InfraRed Instrument）发现的。

亚利桑那大学斯图尔德天文台（Steward Observatory）天文学家、研究报告共同作者沃尔夫（Schuyler Wolff）说，「到目前为止，几乎所有已解析的岩屑盘影像，都是类似太阳系古柏带寒冷外部区域的影像」，像是北落师门的外带（outer belt）。

沃尔夫说，中红外线仪器现在可以解析类似我们的主小行星带构成材质、温度相对较高的碎片带照片。

研究这些碎片带可让人深入了解行星的起源。沃尔夫说：「行星会在环绕年轻恒星四周的原始恒星盘（primordial disk）内形成，要理解这个行星形成程序，需对原始恒星盘如何形成与演化有完整了解。」

沃尔夫又说：「至于原始恒星盘的尘埃如何合并形成行星胚胎、以及行星大气如何形成等，目前还有许多尚未回答的问题。岩屑盘是行星形成程序遗留的残骸，它们的构造可为潜在的行星数量与不断变化的历史提供宝贵线索。」