親子觀星會

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吸積盤不穩定性  AB Aurigae b
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中研院三年前觀測結果 催生人類首張行星誕生照

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http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1665  
(http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/item_img/2017_2nd/AB.jpg)
阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（簡稱ALMA）取得新生恆星「御夫座AB」拱星盤的一張銳利影像，顯示在寬闊塵埃間隙中有氣體旋臂，暗示著行星正在形成。

　　行星誕生於塵埃顆粒和氣體組成的拱星盤。根據理論預測，當行星在盤面上運行時，會收集軌道上的塵粒，形成「塵埃間隙」（即「空洞區」），同時也會產生盤上的螺旋波。要更明確知道早期行星能夠誕生的時間和地點，找到初生行星隱藏於盤上的確鑿證據，必須藉由能看得到盤之組成物質且具有高解析力的ALMA。

ALMA取得新生恆星御夫座AB拱星盤影像，紅色環由塵埃組成，藍色旋臂結構由氣體組成。
版權: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/中研院天文所湯雅雯團隊

　　目前為止，僅有少數案例分別觀測到「塵埃間隙」或「旋臂」。由中研院天文所湯雅雯博士領導的研究團隊取得最新的ALMA影像，第一次清晰呈現「有氣體旋臂在寬闊的塵埃間隙中」──兩者都同時觀測到了。首度發現在塵埃間隙的氣體旋臂暗示了此系統至少有2個行星：一個距離母恆星大約80個天文單位（1天文單位為太陽到地球的平均距離）造成了塵埃環；另一個距離恆星大約30個天文單位，造成我們看到的旋臂狀特徵。

　　先前在近紅外波段觀測到的御夫座AB星影像中，旋臂位於本次新觀測到的氣體旋臂內側（更接近恆星）。這可能是由於盤上的氣體旋臂凸起並且有相當的厚度，造成恆星的光大部份在旋臂內側被散射出來，形成近紅外波段看到的旋臂。除了三維空間的資訊，這些氣體旋臂還提供了運動速度的第四維觀點，更有助於了解行星和盤之間的交互作用。旋臂上的氣體運動速度大致上和盤的轉動速度一致，而只有在距離中心恆星30 個天文單位──疑似是行星形成的地方──氣體運動速度比較快，意味著靠近行星的地方，這些氣體繞著行星運轉

https://times.hinet.net/news/22910032 

(https://media.nownews.com/nn_media/thumbnail/2020/05/1590037573828-d2fa794418a249d7b38bfc7cbb367361-700x700.jpg?unShow=false)

https://youtu.be/nN_0tZ-a570

https://www.taipeitimes.com/News/lang/archives/2020/05/24/2003736919

巨行星形成理論

 核心吸積模型  core accretion  bottom-up approach   —塵埃和岩石積聚到一起 慢慢形成一個具有足夠重力的行星核心，可以從恆星吸積盤中吸入氣體。
 吸積盤不穩定性 模型 disk instability approach is a top-down model   —  由在自身重力作用下坍縮的氣體形成的

星雲假說
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%98%9F%E9%9B%B2%E5%81%87%E8%AA%AA

https://hubblesite.org/contents/media/images/2022/016/01FZFYR3TQ0BMTT2HV73V8HS1Y?news=true  


https://kknews.cc/science/94vavvl.html
  御夫座AB   系外行星 吸積盤不穩定性 ,  這顆處於嬰兒期的系外氣態巨行星可能顛覆了經典行星形成理論

 
研究人員發現了一顆遙遠的太陽系外巨行星，他們認為它的形成方式是由在自身重力作用下坍縮的氣體形成的，這種機制被稱為「吸積盤不穩定性」。

這與更廣泛接受的巨行星形成理論形成鮮明對比，這種理論被稱為「核心吸積」模型——塵埃和岩石積聚到一起，慢慢形成一個具有足夠重力的行星核心，可以從恆星吸積盤中吸入氣體。

美國 NASA 艾姆斯研究中心和昴星團望遠鏡天文學家塞恩·柯里（Thayne Currie）使用位於夏威夷毛納基山天文台的昴星團望遠鏡和哈勃太空望遠鏡分析了年輕的御夫座 AB 星。御夫座 AB 星位於御夫座 距地球近 510 光年，大約是太陽質量的 2.4 倍，亮度是太陽的 60 倍，只有大約 100 萬到 500 萬年的歷史。按恆星標準計算，御夫座 AB 星是個嬰兒——相比之下，我們的太陽已經有46億年的歷史了。

科學家之所以對御夫座 AB 星很感興趣，除了因為它很年輕，還因為它的吸積盤包含可能表明原行星存在的扭結螺旋特徵。

果然，在這顆恆星的原行星盤內，研究人員發現了他們認為是一顆正在生長的木星大小的系外行星，它被命名為御夫座 AB b，它的質量約為木星的 9 倍，寬度是木星的 2.75 倍。我們已經確定了太陽系以外的大約 5000 顆系外行星，但只有幾十顆被直接成像，御夫座 AB b就是其中之一。

使用昴星團望遠鏡和哈勃太空望遠鏡，柯里領導的該團隊放大了御夫座 AB星吸積盤的一個旋臂中的一個明亮斑點。它可能只是吸積盤中更密集的部分，會散射更多的星光，但柯里說，光的性質表明它是從內部發出的，而不是反射其母星的光。具體來說，它是由在其形成過程中依然發熱的原行星發出的。這個光團的尺寸巨大——比太陽和地球之間的距離還要大，這表明它仍然被氣體籠罩，使其表觀尺寸膨脹。

御夫座 AB b離它的恆星很遠，是海王星離太陽的三倍，是地球距離太陽的93倍。


原文網址：https://kknews.cc/science/94vavvl.html

http://www.sci-news.com/astronomy/ab-aurigae-b-10685.html  


主流理論是 核心吸積  core accretion   模型是  bottom-up    , 但 御夫座AB b 的吸積盤不穩定性  disk instability approach 是另一種   top-down 模型     

The dominant theory for Jovian planet formation is called core accretion, a bottom-up approach where planets embedded in the disk grow from small objects colliding and sticking together as they orbit a star. This core then slowly accumulates gas from the disk.”

“In contrast, the disk instability approach is a top-down model where as a massive disk around a star cools, gravity causes the disk to rapidly break up into one or more planet-mass fragments.”

https://www.cnbeta.com/articles/science/1255383.htm 

现代天文学家的普遍共识是，气态巨行星可能是在新形成的恒星周围出现的气体和尘埃的原行星盘中形成的。
他们并不十分确定必须发生什么样的过程，才能使上述形成发生。

最普遍的观点，即所谓的核心吸积，是当小块物质碰撞并粘在一起，随着时间的推移，这些物体的引力吸引越来越多的物质，
这个过程就开始了。最终，有足够的物质被引力固定在一起，形成一颗行星。

另一种理论，称为盘状不稳定性，是指有一个大的物质盘，冷却后分解成类似行星的大块，然后发展成行星。

AB Aur b的发现很关键，因为它离它的恒星太远了，不可能通过核心吸积形成。它更有可能是一个圆盘的碎片，
 由天文学家在这项新研究中描述的 “暴力和快速的引力塌缩过程”形成。

 

该研究表明，由于“大多数研究都分析了成像的、完全形成的行星的数量统计学，以限制行星的形成”，目前对经典的核心吸积模型的预期将上述形成置于与我们自己的恒星系统一致的范围内。

AB Aur和原行星AB Aur b显示了直接的证据，即一颗“比木星质量更大”的行星可以在一个距离内形成，这“与经典核心吸积模型对行星形成的预期形成了鲜明的对比”。 同时，对这颗新发现的行星AB Aur b和它的太阳AB Aur的观测显示了一些特征，这些特征“与通过圆盘不稳定形成的太阳系行星模型有着惊人的相似之处”。

据主要作者Thayne Currie说，这项研究“为我们了解行星形成的不同方式提供了新的启示”。

https://www.cnbeta.com/articles/science/1256315.htm

这颗新形成的行星名为 AB Aurigae b，其质量可能是木星的 9 倍左右，并以 86 亿英里的惊人距离绕其主星运行——比冥王星与太阳的距离还要远两倍。在那个距离上，如果有的话，一颗木星大小的行星通过核心吸积形成需要很长时间。这使研究人员得出结论，吸积盘的不稳定性使这颗行星能够在如此遥远的距离形成。而且，这与广泛接受的核心吸积模型对行星形成的预期形成鲜明对比。

研究人员利用哈勃太空望远镜成像光谱仪（STIS）及其近红外相机和多目标光谱仪（NICMOS），能够在13年的时间里直接拍摄到新形成的系外行星AB Aurigae b。

在右上方，哈勃的NICMOS在2007年拍摄的图像显示了AB Aurigae b与它的主星相比处于正南位置，主星被仪器的日冕仪所覆盖。STIS在2021年拍摄的图像显示，随着时间的推移，原行星以逆时针的方式移动。