距離地球約1300光年,位於獵戶座的年輕三合星系統GW獵戶座,持續讓天文學家感到驚訝。在這三顆恆星周圍,旋轉著數個由塵埃和氣體組成的環,這些是未來形成行星的建築材料。
這些環以其獨特的傾斜角度和不在同一平面上的特性,早已為人所知。長久以來,人們認為造成這種現象的原因是恆星自身的重力影響。然而,最新的觀測結果呈現出一個不同且更具動態的景象。
天文學家利用阿塔卡瑪大型毫米/次毫米波陣列(ALMA)觀測到一個巨大的氣體流,其長度約為一萬億英里,或0.2光年。這股氣流緩慢而穩定地為該系統提供養分,將周圍分子雲中的物質直接輸送到外圍盤面。
由佛羅里達大學的瑪麗亞·蓋洛威-斯普利茨瑪(Maria Galloway-Sprietsma)領導的研究團隊,透過一氧化碳的分子譜線詳細研究了氣體的運動。結果顯示,這股氣流的軌跡與外圍塵埃環的朝向一致,但與內部環的位置卻大相徑庭。科學家認為,這正是解釋這些環傾斜現象的關鍵。
蓋洛威-斯普利茨瑪指出:「當我們模擬氣流如何落向盤面時,其撞擊角度與外環緊密相關。」根據計算,目前這股氣流的角動量小於盤面。這意味著我們正在觀察該過程的後期階段:在此之前,這股氣流可能攜帶了更大的動量,並已成功地使外圍區域「傾斜」。然而,內部環幾乎沒有受到影響。
ALMA在這次研究中證明是理想的工具。憑藉其高解析度和靈敏度,科學家不僅能在更大範圍內觀察到氣流本身,還能追蹤其運動學特徵。
透過結合塵埃環的歷史觀測數據,以及使用望遠鏡所有陣列(12米、7米和總功率)進行的新測量,研究獲得了補充。結果,這股氣流得以與周圍的恆星形成區域聯繫起來。該系統似乎仍在透過類似於邦迪-霍伊爾吸積(Bondi-Hoyle accretion)的機制,從其母體雲中吸積物質。
這種情況與教科書中行星在平靜、扁平盤面中誕生的常見圖景大相逕庭。現實世界遠比想像中混亂:外部氣流甚至能在行星盤生命的後期階段重塑它們,並賦予未來行星傾斜甚至相反的軌道。GW獵戶座系統現在成為研究這些過程的天然實驗室。
研究人員計畫在其他年輕恆星系統中尋找類似的氣流,以了解這種機制有多普遍。在GW獵戶座系統本身,ALMA的後續觀測將聚焦於氣流與盤面碰撞處產生衝擊波的分子。這將有助於更精確地了解落入的氣體如何改變最終可能形成行星的物質的化學成分和動態。

