形成行星的圆盘被其三颗中心星分开-使其弯曲并带有倾斜的环

ESO是其合作伙伴的ALMA，以及ESO超大型望远镜上的SPHERE仪器为GW Orionis成像，GW Orionis是具有特殊内部区域的三星系统。新的观测结果表明，该物体具有弯曲的行星形成盘，其环未对准。特别是，SPHERE图像（右图）使天文学家第一次看到了该环投射在光盘其余部分上的阴影。这有助于他们弄清楚戒指和整个碟片的3D形状。左面板显示了光盘内部区域（包括环）的艺术印象，该印象是基于团队重建的3D形状。

一组天文学家已经发现了第一个直接证据，表明恒星群可以撕裂它们的行星形成盘，使其变形并带有倾斜的环。这项新的研究表明，与星球大战中的塔图因不同，奇异的行星可能会形成围绕多颗恒星的弯曲圆盘中的倾斜环。有了欧洲南方天文台的超大型望远镜（ESO的VLT）和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的观测，结果才得以实现。

我们的太阳系非常平坦，所有行星都在同一平面上绕行。但这并非总是如此，特别是对于围绕多颗恒星的行星形成盘来说，就像新研究的目的一样：GW Orionis。这个系统位于猎户座（Orion）星座中，距地球仅1300光年远，它有三颗恒星和一块变形的，分开的圆盘围绕着它们。

一队天文学家使用ALMA和ESO望远镜研究了一个奇特的系统GW Orionis，并找出了第一批直接证据，表明恒星群可以撕裂其形成行星的盘，使其变形并带有倾斜的环。该视频提供了发现的摘要，展示了GW Orionis的惊人观察结果和动画。

“英国的埃克塞特大学天体物理学教授斯特凡·克劳斯（Stefan Kraus）说：“我们的图像揭示了一种极端情况，该情况下，圆盘根本不平坦，但弯曲并且有未对准的环从圆盘上脱落。”领导了今天发表在《科学》杂志上的研究。未对准的环位于光盘的内部，靠近三颗星。

ESO是其合作伙伴的ALMA，以及ESO超大型望远镜上的SPHERE仪器为GW Orionis成像，GW Orionis是具有特殊内部区域的三星系统。与我们在许多恒星周围看到的形成行星的扁平圆盘不同，GW Orionis具有扭曲的圆盘，该圆盘因其中心三颗恒星的运动而变形。ALMA图片（左）显示了光盘的环形结构，其中最里面的圆环与光盘的其余部分分开。 SPHERE的观测结果（右图）使天文学家首次看到了盘其余部分上最内环的阴影，这使他们有可能重建其弯曲的形状。

这项新研究还表明，该内环包含30个地球质量的尘埃，这些尘埃足以构成行星。团队成员亚历山大·克雷普林（Alexander Kreplin）表示：“在未对准环内形成的任何行星都将在高度倾斜的轨道上绕恒星运行，而且我们预测，在未来的行星成像活动中，例如在ELT上，将会发现许多倾斜的，宽间隔轨道上的行星。”埃克塞特大学（Exeter）的望远镜，指的是ESO的超大型望远镜，该望远镜计划于本十年后期开始使用。由于天空中超过一半的恒星是由一个或多个伴星所生，因此提出了一个令人兴奋的前景：可能存在未知数量的系外行星，它们的恒星绕非常倾斜和遥远的轨道运行。

为了得出这些结论，研究小组观察了GW Orionis超过11年。从2008年开始，他们在智利的ESO的VLT干涉仪上使用了AMBER和后来的GRAVITY仪器，该仪器结合了来自不同VLT望远镜的光，研究了系统中三颗恒星的引力舞并绘制了它们的轨道。“我们发现三颗恒星不在同一平面上绕行，但是它们的轨道相对于彼此以及相对于圆盘是错位的，”埃克塞特大学和莱斯特大学的艾莉森·杨说，该团队的成员。

他们还通过ESO的VLT上的SPHERE仪器和ESO的合作伙伴ALMA观察了该系统，并能够对内圈成像并确认其未对准。ESO的SPHERE还允许他们第一次看到该环在光盘其余部分上投射的阴影。这有助于他们弄清楚戒指和整个碟片的3D形状。

ESO是其合作伙伴的ALMA，以及ESO超大型望远镜上的SPHERE仪器为GW Orionis成像，GW Orionis是具有特殊内部区域的三星系统。与我们在许多恒星周围看到的形成行星的扁平圆盘不同，GW Orionis具有扭曲的圆盘，该圆盘因其中心三颗恒星的运动而变形。该合成图像显示了光盘的ALMA和SPHERE观测值。 ALMA图像显示了光盘的环形结构，其中最里面的圆环（在图像的中心处可以看到一个长圆点，其一部分可见）与光盘的其余部分分开。 SPHERE观测使天文学家第一次看到了盘其余部分上最内环的阴影，这使他们有可能重建其弯曲的形状。

由来自英国，比利时，智利，法国和美国的研究人员组成的国际团队随后将其详尽的观察结果与计算机仿真相结合，以了解系统发生了什么。他们首次能够将观察到的失准与理论上的“碟片撕裂效应”清楚地联系起来，这表明恒星在不同平面中相互冲突的引力会扭曲和破坏其圆盘。

他们的模拟表明，三颗恒星的轨道未对准可能导致其周围的盘破裂成不同的环，这正是他们在观测中看到的。观察到的内圈形状还与根据数值模拟得出的关于圆盘将如何撕裂的预测相匹配。

该计算机仿真显示了GW Orionis系统的演变。科学家们相信，系统中三颗恒星周围的盘最初是平坦的，就像我们在许多恒星周围看到的形成行星的盘一样。他们的模拟表明，三颗恒星的轨道未对准导致它们周围的盘破裂成不同的环，这正是他们在系统观测中看到的。

有趣的是，另一个使用ALMA研究同一系统的团队认为，需要另一种成分来理解该系统。加拿大维多利亚大学的贾庆青说：“我们认为在这些环之间必须存在一个行星，以解释为什么椎间盘撕裂。”今年五月主持《 GW Orionis》研究的加拿大维多利亚大学的毕庆清说。 。他的团队在ALMA观测中发现了三个尘埃环，最外面的尘埃环是在形成行星盘中观测到的最大尘埃环。

ESO的ELT和其他望远镜对未来的观测可能会帮助天文学家充分了解GW Orionis的本质，并揭示其三颗恒星周围形成的年轻行星。

该图显示了三重系统GW Orionis在猎户座（猎人）星座中的位置。该地图包括在良好条件下肉眼可见的大多数恒星，并且由红色圆圈表示了GW Orionis的位置。

阅读在类似Tatooine的三重系统中发现的“被星撕裂”的扭曲光盘，以获取更多有关此研究的信息。

参考：Stefan Kraus，Alexander Kreplin，Alison K. Young，Matthew R. Bate，John D. Monnier，Tim J. Harries，Henning Avenhaus，Jacques Kluska， Anna SE Laws，Evan A. Rich，Matthew Willson，Alicia N.Aarnio，Fred C.Adams，Sean M.Andrews，Narsireddy Anugu，Jaehan Bae，Theo 10 Brummelaar，Nuria Calvet，MichelCuré，Claire L.Davies，Jacob Ennis ，凯瑟琳·埃斯佩拉拉特（Catherine Espaillat），泰勒·加德纳（Tyler Gardner），李·哈特曼（Lee Hartmann），萨沙·欣克利（Sasha Hinkley），亚伦·拉登（Aaron Labdon），赛普林·兰瑟曼（Cyprien Lanthermann），让·巴蒂斯特·勒布金（Gail H.
10.1126 / science.aba4633

该团队由Stefan Kraus（英国埃克塞特大学物理与天文学学院[Exeter]），Alexander Kreplin（埃克塞特大学），Alison K. Young（英国埃斯特大学物理与天文学学院埃克塞特大学和天文学院），马修R. Bate（埃克塞特），John D. Monnier（美国密歇根大学[密歇根大学]），Tim J. Harries（埃克塞特），Henning Avenhaus（德国海德堡马克斯普朗克天文研究所），Jacques Kluska（埃克塞特和研究所） Sterrenkunde，比利时鲁汶大学（KU Leuven）），安娜·苏·罗尔斯（Anna SE Laws）（埃克塞特），埃文·A·里奇（密歇根州），马修·威尔森（埃克塞特和佐治亚州立大学），艾丽西娅·N·阿尼奥（北卡罗莱纳州格林斯伯勒大学） （美国），弗雷德·C·亚当斯（密歇根州），肖恩·M·安德鲁斯（美国天体物理学中心/哈佛大学和史密森尼大学[CfA]），纳西雷迪·阿努古（美国亚利桑那州埃克塞特大学，密执安天文台和美国亚利桑那大学史蒂夫天文台），Jaehan Bae （密歇根和卡内基科学研究所，美国华盛顿），西奥·十·布鲁梅拉尔（佐治亚州立大学，CHARA Array）美国加州大学），纽里亚卡维（密歇根州），米歇尔·库尔（密西根州立大学天文学所，智利瓦尔帕莱索大学），克莱尔·戴维斯（埃克塞特），雅各布·恩尼斯（密歇根州），凯瑟琳·埃斯皮拉尔特（密歇根州和波士顿大学） （美国），泰勒·加德纳（密歇根州），李·哈特曼（密歇根州），萨莎·欣克利（埃克塞特），亚伦·拉登（埃克塞特），赛普林·兰瑟曼（KU鲁汶），让·巴蒂斯特·勒布金（密歇根州和格勒诺布尔阿尔卑斯大学，CNRS，IPAG，法国），盖尔·谢费尔（CHARA），本杰明·塞特霍尔姆（密歇根州），戴维·威尔纳（CfA）和朱兆焕（美国内华达大学）。