Herschel观测和模拟陶埃蒂周围的碎片盘

艺术家对附近太阳模拟星Tau Ceti周围行星系统的构想，展示了它的五个假定行星。天文学家利用远红外观测结果在恒星周围发现了一个碎片盘，并找到了一个与五个位于天文盘内缘的五个行星相符的行星的模型，该行星位于五个天文单位。

哈佛大学-史密森天体物理学中心的天文学家研τ究了Ceti附近的碎片盘，发现该系统中不可能存在木星质量的行星-使其不如太阳系模拟物理想。

尽管现在知道成千上万的系外行星和数百个行星系统（具有多个系外行星的恒星），但天文学家仍然不知道我们的太阳系是否典型。已知行星系统参数的分布受到观测偏差的强烈影响，这些观测偏差很难与真实分布区分开。此外，我们太阳系的结构（小的岩石内部行星，巨大的气态外部行星以及由许多小物体制成的外部碎片盘）尚未在其他系统中看到，很可能是由于这些相同的偏见。例如，除了直接成像外，所有技术都需要较长的基线才能发现大于几个天文单位的行星（地球到太阳的平均距离为1 AU），但是很难对成熟恒星周围的行星进行直接成像由于行星与它们的恒星相比光线较暗。

由于碎片盘散布在较大的区域，因此更易于查看，并且碎片盘中的结构（例如环或间隙）可以表明存在额外的行星。CfA天文学家David Wilner和他的同事们一起在Ceti附近的碎片盘中寻找行星的线索，Cetiτ是附近的一颗太阳型恒星，距离太阳只有十光年。近三十年来，τ对Ceti的红外过量已经为人所知，并且归因于碎片盘中的热尘埃颗粒。

天文学家使用赫歇尔太空望远τ镜研究了粉尘排放最强的远红外波长下的Ceti。经过仔细处理的图像揭示了均匀且对称的碎片盘的证据，碎片盘的内边缘距恒星约2至3 AU，外边缘距恒星55 AU。为了进行比较，在我们的太阳系中，小物体的柯伊伯带开始于海王星的轨道（距太阳约30 AU），并延伸至约五十AU（冰冷的物体和彗星的奥尔特带更远，延伸至约50 AU）。五万AU）。

在Ceti的先前研究中τ，其他天文学家发现了初步证据，表明它有可能容纳五颗行星。威纳和他的同事们用观测到的碎片盘模拟了恒星系统，包括这些可能的行星以及一系列其他已发布的观测数据，发现该系统与观测结果一致并且可以稳定。假定的行星将在碎片盘的内边缘和恒星之间旋转。科学家得出结论，指出木星质量行星不能出现在该系统中，使其不如太阳系模拟物理想。将来的观察结果应该能够进一步完善情况。

出版物：S. M. Lawler等，“太阳模拟物Ceti的碎片τ盘：拟议的多行星系统的Herschel观测和动力学模拟，” MNRAS（2014年11月1日）444（3）：2665-2675；土井：10.1093 / mnras / stu1641

研究报告的PDF副本：太阳模拟物Ceti的碎片τ盘：拟议的多行星系统的Herschel观测和动力学模拟

图像：美国宇航局