ALMA对年轻恒星的观测揭示了尘埃颗粒的细节

　　环绕HL Tauri的尘埃环，线条图案显示了偏振光的方向。Stephens等人发表的一篇新论文使用ALMA提供了迄今为止捕获的任何原行星盘中最深的尘埃偏振图像，揭示了盘中尘埃颗粒的细节。鸣谢:uux.cn/美国国家科学基金会/AUI/NRAO/B .萨克斯顿/斯蒂芬斯等人。

　　据国家射电天文台（吉尔·马鲁斯基）：阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)的主要目标之一是研究行星系统的形成和演化。年轻的恒星通常被一个气体和尘埃盘包围，行星可以在其中形成。

　　ALMA捕捉到的第一批高分辨率图像之一是HL Tauri，这是一颗被原行星盘环绕的年轻恒星，距离我们仅480光年。圆盘上有明显的缺口，这可能是年轻的原行星正在形成的地方。行星的形成是一个复杂的过程，我们仍然没有完全理解。在这个过程中，盘中的尘埃颗粒随着相互碰撞和粘附而变大，导致它们慢慢增长，有可能成为类似于我们太阳系内的物体。

　　研究这些复杂结构中尘埃颗粒的方法之一是观察它们发出的光波的方向，这就是所谓的偏振。早期对HL Tauri的研究已经绘制了这种偏振，但Ian Stephens及其同事的一项新研究以前所未有的细节捕捉到了HL Tauri的偏振图像。

　　由此产生的图像是基于比任何其他磁盘多10倍的偏振测量，比大多数磁盘多100倍的测量。根据11月15日发表在《自然》杂志上的研究，这是迄今为止捕捉到的最深的偏振图像。

　　这张照片是以5 AU的分辨率拍摄的，大约是太阳到木星的距离。以前的偏振观测的分辨率要低得多，没有揭示出圆盘内微妙的偏振模式。例如，研究小组发现圆盘一侧的偏振光量比另一侧多，这可能是由于尘埃颗粒的分布不对称或它们在圆盘上的特性。

　　尘埃颗粒通常不是球形的。它们可以像厚煎饼一样扁，也可以像米粒一样长。当光被这些尘埃颗粒发射或散射时，它会变得偏振，这意味着光波是朝着一个特定的方向而不是随机的。这些新的结果表明，这些颗粒的行为更像长圆形颗粒，它们对盘中尘埃颗粒的形状和大小施加了强有力的限制。

　　这项研究的一个令人惊讶的结果是，尽管环中有更多的尘埃，但圆盘间隙中的极化比环中的极化更多。间隙内的偏振更具方位性，这表明偏振来自间隙内对齐的尘埃颗粒。环的偏振更加均匀，表明偏振主要来自散射。

　　一般来说，偏振来自散射和尘埃排列的混合。根据这些数据，目前还不清楚是什么导致尘埃颗粒对齐，但它们很可能没有沿着磁盘的磁场对齐，这是原行星磁盘以外的大多数尘埃的情况。目前，人们认为这些颗粒是机械排列的，可能是由于它们自身的空气动力学，因为它们围绕着中心年轻的恒星旋转。

　　接下来对HL Tau的研究将揭示什么？这份新的出版物清楚地表明，偏振观测需要高分辨率来了解尘埃颗粒的细节。作为世界上最强大的毫米/亚毫米望远镜，ALMA将是继续这项研究的基本工具。