在年輕恒星周?chē)膲m埃和氣體圓盤(pán)中，出現(xiàn)了神秘的結(jié)構(gòu)。博士生保羅·卡佐萊蒂(Paolo Cazzoletti)與尤文·范·迪肖克(Ewin Van Dishoeck)教授一起研究如何解釋這些形式，如環(huán)形、螺旋形和孔洞。自從20世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)第一顆系外行星以來(lái)，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4000多顆系外行星。行星是在年輕恒星周?chē)脑行潜P(pán)中形成。首先，塵埃聚集成顆粒，逐漸增長(zhǎng)到鵝卵石大小，最終形成巖石和行星。

如果它們足夠大和足夠重，它們可以吸引盤(pán)中的氣體，在某些情況下，它們會(huì)成長(zhǎng)為像木星和土星這樣的氣體巨星。在第一次望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)中，原行星盤(pán)看起來(lái)光滑而對(duì)稱，但這在大約七年前就改變了。使用智利的阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)射電望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家能夠更詳細(xì)地觀察到這些圓盤(pán)。這些觀察結(jié)果表明，它們并不對(duì)稱和光滑，我們看到了結(jié)構(gòu)和形狀，比如洞、環(huán)和馬蹄形和香蕉形的底座，這是一個(gè)驚喜。

對(duì)此最常提及的解釋是一個(gè)或多個(gè)行星存在，它們可以與氣體圓盤(pán)中的灰塵和氣體相互作用，形成結(jié)構(gòu)。但發(fā)現(xiàn)的行星比解釋所有塵埃和氣體結(jié)構(gòu)所需的行星要少，這使得這些結(jié)構(gòu)更加神秘，所以不得不尋找其他的解釋。研究了ALMA對(duì)HD135344B的觀測(cè)，HD135344B是圍繞著一顆年輕恒星的圓盤(pán)，這個(gè)氣體圓盤(pán)并不對(duì)稱，南側(cè)是一個(gè)香蕉形的結(jié)構(gòu)，它看起來(lái)像是一種塵埃漩渦。此外，圓盤(pán)上層的細(xì)小塵埃顆粒形成螺旋臂。

天文學(xué)家最初認(rèn)為這是由于盤(pán)片外部區(qū)域存在行星造成，但是沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何行星，研究描述了非對(duì)稱塵埃漩渦是如何形成螺旋臂的，如果是這樣的話，只需要一顆靠近恒星的行星來(lái)解釋觀測(cè)到結(jié)構(gòu)的其余部分。除了這項(xiàng)觀測(cè)工作，研究人員還進(jìn)行了理論研究，以解釋原行星盤(pán)氣體中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，為此把重點(diǎn)放在氰化物分子上。研究看到這些環(huán)形氣體結(jié)構(gòu)有兩種可能性，這可能是由原行星盤(pán)上的環(huán)形孔造成。

或者說(shuō)沒(méi)有空洞，但由于氰化物分子的化學(xué)作用和發(fā)光方式，似乎只有一個(gè)空洞。通過(guò)分析理論模型，發(fā)現(xiàn)觀測(cè)到的環(huán)狀形狀與塵埃盤(pán)形狀沒(méi)有關(guān)系，它們主要是化學(xué)空洞，因?yàn)槟感歉浇那杌镙^少。本研究有助于更好地理解原行星圓盤(pán)中的結(jié)構(gòu)如何形成，有了這些知識(shí)，未來(lái)天文學(xué)家們希望找出這些結(jié)構(gòu)與行星的形成，以及在過(guò)去25年中觀察到的系外行星系統(tǒng)多樣性是如何相關(guān)的。