在年輕恒星周圍的塵埃和氣體圓盤(pán)中，出現(xiàn)了神秘的結(jié)構(gòu)。與Ewine van Dishoeck教授一起學(xué)生Paolo Cazzoletti研究了我們?nèi)绾谓忉屵@些形式，例如環(huán)，螺旋和孔。12月12日，他將為自己的論文辯護(hù)。

自從90年代發(fā)現(xiàn)第一個(gè)系外行星以來(lái)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4000多個(gè)系外行星。行星形成在圍繞年輕恒星的原行星盤(pán)中。卡佐萊蒂說(shuō)：“首先，灰塵聚集成顆粒，然后逐漸長(zhǎng)成鵝卵石大小，最后變成巖石和行星。”“如果它們足夠大和重，它們可以從磁盤(pán)上吸引氣體，在某些情況下，它們會(huì)成長(zhǎng)為木星和土星之類的天然氣巨頭。”

馬蹄鐵和香蕉

在第一次望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)中，原行星盤(pán)看起來(lái)是光滑且對(duì)稱的。但這在大約七年前發(fā)生了變化。使用智利的阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)射電望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家能夠更詳細(xì)地觀察這些盤(pán)。卡佐萊蒂說(shuō)：“這些觀察結(jié)果表明它們不對(duì)稱且不光滑。”“我們看到了結(jié)構(gòu)和形狀，例如孔，環(huán)，馬蹄形和香蕉形的子結(jié)構(gòu)。這令人驚訝。”

對(duì)此最常提及的解釋是存在一個(gè)或多個(gè)行星。這些會(huì)與光盤(pán)中的灰塵和氣體相互作用，從而形成結(jié)構(gòu)。但是發(fā)現(xiàn)的行星比解釋所有塵埃和氣體結(jié)構(gòu)所必需的行星少。Cazzoletti：“這使結(jié)構(gòu)更加神秘。我們不得不尋找其他解釋。”

塵埃漩渦

在研究結(jié)構(gòu)解釋時(shí)，卡佐萊蒂以他的碩士論文為基礎(chǔ)。他說(shuō)：“一段時(shí)間以來(lái)，我一直對(duì)這些行星盤(pán)感興趣。”“而且我碩士研究的知識(shí)似乎與我論文的前兩章非常吻合。”

對(duì)于他的博士學(xué)位，他研究了ALMA對(duì)HD 135344B(一顆年輕恒星周圍的圓盤(pán))的觀測(cè)。該光盤(pán)不對(duì)稱。在南側(cè)是香蕉形狀的結(jié)構(gòu)。看起來(lái)像是塵埃漩渦。此外，圓盤(pán)上層中的小灰塵顆粒形成螺旋臂。天文學(xué)家最初認(rèn)為，這是由于圓盤(pán)外部存在行星所引起的。但是沒(méi)有發(fā)現(xiàn)行星?？ㄗ羧R蒂在論文中描述了如何通過(guò)不對(duì)稱的塵埃渦旋產(chǎn)生螺旋臂。如果是這樣的話，只需要一個(gè)靠近恒星的行星來(lái)解釋觀察到的結(jié)構(gòu)的其余部分。

有孔還是沒(méi)有孔?

除了這項(xiàng)觀測(cè)工作外，卡佐萊蒂還進(jìn)行了理論研究，以解釋原行星盤(pán)氣體中的環(huán)形結(jié)構(gòu)。為此，他專注于氰化物分子?？ㄗ羧R蒂說(shuō)：“我們有兩種可能性可以看到這些環(huán)形的氣體結(jié)構(gòu)。”“這可能是由于磁盤(pán)上的環(huán)形孔引起的。

或者沒(méi)有孔，但是由于氰化物分子的化學(xué)性質(zhì)以及它們的發(fā)光方式，似乎只有一個(gè)孔。”通過(guò)分析理論模型，他發(fā)現(xiàn)觀察到的環(huán)形狀與環(huán)的形狀無(wú)關(guān)。 “它們主要是化學(xué)孔，因?yàn)槟感歉浇那杌镙^少。”