天鹅座OB2星团研究揭示高能辐射对行星形成环境的影响

大多数恒星形成于恒星群中，称为星团或星协，其中包含质量极大的恒星。这些巨星发出大量高能辐射，这些辐射会破坏相对脆弱的尘埃和气体盘，而这些尘埃和气体盘正在聚结形成新的行星。

一组天文学家利用美国国家航空航天局的钱德拉 X 射线天文台，结合紫外线、可见光和红外线数据，显示出星团中一些最危险的地方可能在哪里，这些地方行星形成的机会较少。

观测目标是天鹅座 OB2，它是距离太阳最近的大型恒星群——距离太阳约 4,600光年。该星团包含数百颗大质量恒星以及数千颗低质量恒星。该团队使用长距离钱德拉望远镜对天鹅座 OB2 的不同区域进行观测，然后将得到的一组图像拼接成一张大图像。

钱德拉望远镜的深度观测描绘出了恒星之间的弥散X 射线辉光，还提供了星团中年轻恒星的清单。这份清单与其他使用光学和红外数据的清单相结合，形成了星团中年轻恒星的最佳普查。

在这张新的合成图像中，钱德拉数据（紫色）展示了天鹅座 OB2 中的弥散 X 射线发射和年轻恒星，而美国宇航局现已退役的斯皮策太空望远镜的红外数据（红色、绿色、蓝色和青色）揭示了整个区域的年轻恒星和较冷的尘埃和气体。

在这些拥挤的恒星环境中，恒星和行星会产生大量高能辐射。X 射线和强烈的紫外线会对行星盘和正在形成的系统造成毁灭性的影响。

恒星周围的行星形成盘会随着时间的推移自然消散。一部分行星盘会落到恒星上，一部分则被恒星发出的 X 射线和紫外线加热，并在风中蒸发。后一个过程称为“光蒸发”，对于中等大小的恒星，行星盘通常需要 500 万到 1000 万年才会消失。如果附近有质量最大的恒星（它们会产生最多的 X 射线和紫外线），这个过程可能会加速。

研究人员利用这些数据找到了明确的证据，表明当恒星周围的行星形成盘靠近产生大量高能辐射的大质量恒星时，它们确实会消失得更快。在恒星聚集更紧密的区域中，行星形成盘也会消失得更快。

对于天鹅座 OB2 中高能辐射较少、恒星数量较少的区域，年轻恒星拥有盘状结构的比例约为 40%。对于高能辐射较多、恒星数量较多的区域，这一比例约为 18%。最强的影响——意味着行星系统最不适合存在的地方——位于星系团中质量最大的恒星周围约 1.6 光年内。

同一团队的另一项研究检查了星团中弥散 X 射线发射的特性。他们发现，能量较高的弥散发射来自大质量恒星吹出的气体风相互碰撞的区域。这导致气体变得更热并产生 X 射线。能量较低的发射可能来自星团中的气体与星团周围的气体碰撞。

美国宇航局位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心负责管理钱德拉计划。史密森尼天体物理天文台的钱德拉 X 射线中心负责控制位于马萨诸塞州剑桥的科学运营和位于马萨诸塞州伯灵顿的飞行运营。

JPL 为位于华盛顿的 NASA 科学任务理事会管理斯皮策太空望远镜任务，直到该任务于 2020 年 1 月退役。科学操作在加州理工学院的斯皮策科学中心进行。航天器操作位于科罗拉多州利特尔顿的洛克希德马丁太空公司。数据存档在加州理工学院 IPAC 运营的红外科学档案馆。加州理工学院为 NASA 管理 JPL。