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天文學家利用夏威夷兩架望遠鏡的綜合能力，拍攝了一組具有開創(chuàng)性、清晰的新圖像，這是一個遙遠的恒星系統(tǒng)，很可能類似于我們太陽系的嬰兒版。利用斯巴魯望遠鏡和w·m·凱克天文臺，研究小組獲得并分析了一顆名為LkCa 15的類太陽新星數(shù)據(jù)。先前的研究使用先進的干涉測量方法，已經(jīng)推斷出有三顆年輕的行星圍繞著這顆恒星運行。然而，對于這種方法來說，準確地確定行星與其他光源(如圓盤)的光量尤其困難。 斯巴魯和凱克天文臺的新數(shù)據(jù)似乎解開了這個謎；大多數(shù)被認為來自這三顆候選行星的光似乎來自一個由氣體和塵埃組成的圓盤。該研究的主要作者、美國宇航局-埃姆斯研究中心(NASA-Ames Research Center)和斯巴魯望遠鏡(Subaru Telescope)的天體物理學家塞恩·居里(Thayne Currie)說：LkCa 15是一個高度復雜的系統(tǒng)。在分析凱克和斯巴魯?shù)臄?shù)據(jù)，并給出相同的孔徑遮蔽數(shù)據(jù)之前，還會得出結(jié)論，LkCa 15有三顆探測到的超級木星行星，該小組的研究結(jié)果將很快發(fā)表在《天體物理學快報》上。
LkCa 15被一個巨大由氣體和塵埃組成的原行星盤所包圍，而氣體和塵埃是行星的組成部分。對這個圓盤的早期分析表明，它有一個巨大的空腔，里面的塵埃已經(jīng)被耗盡——這是一個明顯的跡象，表明圓盤上的大部分物質(zhì)已經(jīng)被整合到正在發(fā)育的巨大行星胚胎中，或者稱為“原行星”。雖然這項研究排除了非常明亮的超級木星行星，但更暗淡、質(zhì)量更小的行星可能在LkCa 15星系中：可能是像木星和土星這樣的行星。這個新生太陽系中的行星實際上可能比之前認為的更像我們自己的太陽系。 它們在某個地方，可能嵌入到磁盤中，研究結(jié)果是利用從Maunakea上互補儀器獲得的LkCa 15系統(tǒng)的高分辨率圖像得出。在斯巴魯，研究人員使用了一種新的尖端行星成像儀器——斯巴魯日冕極端自適應(yīng)光學(SCExAO)系統(tǒng)，該系統(tǒng)與CHARIS積分場攝譜儀耦合，以獲得近紅外波長的極其清晰圖像。研究小組還利用凱克天文臺強大的自適應(yīng)光學系統(tǒng)和近紅外攝像機(NIRC2)，在年輕行星發(fā)出更多光的較長、熱紅外波長處獲得了新的清晰圖像。該團隊還通過訪問凱克天文臺檔案(KOA)獲得了該系統(tǒng)的“前后”視圖，以查找2009年以來LkCa 15的NIRC2數(shù)據(jù)，比新的SCExAO/CHARIS和NIRC2圖像早了8年。 KOA是一個可公開訪問的存儲庫，存儲了天文臺獲得的所有高價值數(shù)據(jù)，由凱克天文臺與加州理工學院的美國宇航局系外行星科學研究所(NExScI)合作運營。綜合數(shù)據(jù)顯示，LkCa 15周圍的大部分光線來自一個擴展弧形結(jié)構(gòu)——LkCa 15另一個組成的可見邊緣。這條弧的亮度與之前LkCa 15附近行星的亮度相同。LkCa 15近10年前的KOA數(shù)據(jù)在了解這個行星系統(tǒng)方面發(fā)揮了獨特作用。與凱克天文臺和斯巴魯望遠鏡的新數(shù)據(jù)相比，KOA的數(shù)據(jù)還表明，LkCa 15弧形結(jié)構(gòu)發(fā)出的光在8年內(nèi)是穩(wěn)定的。這與一個固定、類似磁盤的結(jié)構(gòu)相一致。沒有KOA，就不可能知道這個關(guān)鍵事實。 凱克天文臺/NIRC2 拍攝的類日恒星LkCa 15圖像，圖片：W. M. Keck Observatory 凱克天文臺首席科學家約翰·奧米拉說：很高興看到凱克和斯巴魯?shù)男聰?shù)據(jù)與KOA的數(shù)據(jù)相結(jié)合。這一結(jié)果顯示了KOA的重要性，也很好地展示了如何利用‘舊’數(shù)據(jù)進行新發(fā)現(xiàn)。該團隊將繼續(xù)在LkCa 15尋找原行星，因為它被廣泛認為是研究行星形成的一流實驗室。雖然找到這些被遮擋的行星并將它們的光從LkCa 15的星盤中分離出來將是一項挑戰(zhàn)，但前方有一條清晰的道路。作為凱克行星成像儀和表征器(KPIC)項目的一部分，凱克天文臺大幅提高了NIRC2的行星成像能力。該系統(tǒng)配備了一臺新相機，可以更好地銳化LkCa 15和日冕儀等紅色、微弱、遙遠恒星的圖像，從而更好地阻擋阻擋我們輕易看到行星的星光。 同樣，SCExAO也在進一步升級，增加了更多的攝像頭，以便更好地識別離恒星較近較暗的行星。這些增強可以讓KPIC和SCExAO在LkCa 15星盤的背景下看到類似木星的行星在類似土星軌道上運行。在更遠的將來，將在maunake30米望遠鏡(行星系統(tǒng)成像儀)上發(fā)射的SCExAO和KPIC的后繼者，可以在火星到木星的類似軌道上成像并描繪LkCa 15周圍質(zhì)量更小、顏色更暗的行星。日本國立自然科學研究院天體生物學中心主任、本研究的合著者田村元藏(Motohide Tamura)說：像SCExAO和KPIC這樣最先進的行星成像儀器“為更好地理解行星系統(tǒng)的起源和演化，以及我們太陽系歷史是普通的還是罕見的，打開了一扇門。
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