日本理化學(xué)研究所、茨城大學(xué)等組成的研究小組利用位于智利的阿塔卡瑪亞毫米波望遠(yuǎn)鏡（ASTE），觀測(cè)距地球200光年和63光年的兩個(gè)行星系碎片圓盤(pán)，發(fā)現(xiàn)了碳原子氣體存在的證據(jù)，初步支持了碎片圓盤(pán)中的氣體來(lái)源于“供給說(shuō)”理論。

星際漂浮的以氫分子為主要成分的氣體和塵埃形成了分子云，分子云因自身重力收縮，誕生了行星系。原始恒星周?chē)臍怏w和塵埃成長(zhǎng)為圓盤(pán)。塵埃合體形成微小行星，殘存的塵埃和巖石撞擊，飛散的碎屑呈圓盤(pán)狀漂浮，這被稱作“碎片圓盤(pán)”，相當(dāng)于行星形成的最后階段。現(xiàn)在太陽(yáng)系邊緣部位的奧爾特云即被認(rèn)為是碎片圓盤(pán)的殘余。隨著行星完全形成，原始行星系圓盤(pán)的氣體成分消失。

但近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)碎片圓盤(pán)中含有一氧化碳分子（CO）、碳陽(yáng)離子和氧原子，其起源有兩個(gè)理論：一個(gè)是“殘存說(shuō)”，認(rèn)為是形成行星時(shí)殘留的氣體成分；另一個(gè)理論是“供給說(shuō)”，認(rèn)為原始行星系圓盤(pán)的氣體消失后，從殘存的塵埃和微小行星中重新獲得了新的氣體成分。

這兩個(gè)學(xué)說(shuō)區(qū)別在于碎片圓盤(pán)內(nèi)是否含有大量氫分子。中心恒星發(fā)出的紫外線將CO“離解”，生成游離態(tài)碳原子，如果有氫氣介導(dǎo)，碳和氧會(huì)重新結(jié)合成CO，如果沒(méi)有氫，反應(yīng)就不會(huì)發(fā)生，碳仍然保持原子狀態(tài)。

此次，研究小組通過(guò)對(duì)鯨魚(yú)座和繪架座方向的碎片圓盤(pán)鯨魚(yú)座49（距地球200光年）以及繪架座β（距地球63光年）進(jìn)行觀測(cè)，檢測(cè)到了碳原子的亞毫米波亮線譜線。換算發(fā)現(xiàn)，在氣體總質(zhì)量中，碳原子氣體量高出CO氣體量數(shù)十倍。

理化學(xué)研究所研究員樋口彩告訴科技日?qǐng)?bào)記者：“這一發(fā)現(xiàn)令人非常吃驚，觀測(cè)之前我們沒(méi)想到會(huì)有這么多的碳原子氣體。”她表示，其他碎片圓盤(pán)也可能存在碳原子氣體。如果今后能證實(shí)這一點(diǎn)，起源理論將更加支持“供給說(shuō)”。他們將繼續(xù)觀測(cè)，以期揭示像太陽(yáng)系這樣的行星系完全形成的正確時(shí)間。（記者 陳超）

近地行星系“碎片圓盤(pán)”中發(fā)現(xiàn)碳原子氣體存在的證據(jù)

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