已知银河系许多恒星周围有系外行星,可能是外星生命的栖息地。然而,并非所有恒星环境都适合行星诞生,甚至有些地区充满险恶挑战。天文学家逐渐揭示出这些危险区域,这些地方因为充满高能辐射,使原始行星盘难以维持,最终无法成为稳定的行星家园。

大多数恒星在星团或星协中集体形成,这些集团内包含许多大质量恒星。这些巨型恒星释放出大量高能辐射,对于凝聚形成新行星的脆弱尘埃构成威胁。近期,天文学家利用钱德拉拉X射线天文台,结合紫外线、光学和红外数据,精确定位出星团中对行星形成构成威胁的区域。本次发布观测的目标为天鹅座OB2星协,它是距离太阳最近的大型恒星集团之一,约4,600光年远。该星协内有数百颗大质量恒星与数千颗低质量恒星。研究团队进行了钱德拉拉长时间观测,对星团内不同区域拍摄形象,并将这些形象拼接成一幅完整的合成图。

在这张新合成图像中(见下图),钱德拉拉的数据(紫色)显示了天鹅座OB2中的X射线辐射环境与大质量年轻恒星,而已退役的史匹哲太空望远镜的红外数据(红、绿、蓝和青色)揭示了区域内的小质量年轻恒星及较冷的尘埃和气体。经过深度观测,研究团队成功地对星团中的年轻恒星进行详细盘点,并创建出天鹅座OB2年轻恒星的最佳普查。

天鹅座OB2星协,钱德拉拉的数据(紫色)显示了天鹅座OB2中的X射线辐射环境与大质量年轻恒星,而已退役的史匹哲太空望远镜的红外数据(红、绿、蓝和青色)揭示了区域内的质量年轻恒星及较冷的尘埃和气体。(Source:X-ray: NASA/CXC/SAO/J. Drake et al, IR: NASA/JPL-Caltech/Spitzer;Image Processing: NASA/CXC/SAO/N. Wolk)

研究发现,在这些拥挤的恒星环境中,高能辐射,包含X射线和强烈紫外线,对行星形成产生毁灭性影响。原始行星盘会随时间自然消散,部分物质会掉落到母恒星上,另一些则因X射线和紫外线的加热而蒸发,这种过程称为光蒸发。对于一般大小的恒星,通常需要500万至1,000万年使原始行星盘缓慢消散并产出行星。但当巨型恒星释放的高能辐射更强烈时,该过程会显著加速且会有破坏性影响。

在天鹅座OB2中,高能辐射较少、恒星密度较低的区域内,拥有行星盘的年轻恒星比例约为40%;而在高能辐射较多、恒星密度较高的区域内,该比例仅约为18%。其中最强烈的影响区域,即行星形成系统最不利的地带,是位于距离星团中最大质量恒星约1.6光年范围内,这里带几乎无行星生存空间。

论文发表在《天文物理期刊》(Guarcello et al. 2023;Albacete-Colombo et al. 2023)。

(首图来源:Pixabay)