“黄道光”或妨碍寻找类地行星

其它太阳系中明亮的黄道光（艺术想像图）。

一个国际天文学家小组开足了甚大望远镜干涉仪的马力，结果在9颗邻近恒星周围宜居带的近旁发现了外星黄道光。这些黄道光是星光在小行星碰撞和彗星蒸发产生的尘埃上反射形成的。行星系统内圈如果存在如此大量的尘埃，就会给未来直接拍摄与地球类似行星的工作带来麻烦。

这个天文学家小组使用甚大望远镜干涉仪，在近红外波段上观测了邻近92个恒星，并结合早先观测所获得的新数据，探测了存在于这些恒星宜居带附近的炽热尘埃所产生的外星黄道光。结果在9颗目标恒星周围发现了由发光的炽热尘埃颗粒，或反射星光的颗粒造成的明亮外星黄道光。

帕纳瑞上空的黄道光。提供：ESO

黄道光在地球的黑暗夜空中也可以见到，它看起来就象一道昏暗弥漫的白色辉光，通常出现在日落后或黎明前的夜空中。它是由微小粒子反射阳光形成的一种现象，看起来就如同是从太阳附近延伸出来的一般。这种现象不仅仅可以在地球上观察到，在太阳系的其它地方也可以看到。

在本项新研究中被观察到的发光是此类现象的一种更为极端的版本。虽然外星黄道光——也就是围绕着太阳之外其它恒星的黄道光——之前就已经被检测到过，但还是首次对这种邻近恒星周围的现象进行大型而系统的研究。

与早先的观测相比较，小组并没有观测那些最终会形成行星的尘埃，而是那些由大小在数公里间的小型行星碰撞产生的尘埃——这些天体被称为“星子（planetesimal）”，它们的大小与太阳系内的小行星和彗星相当。这类尘埃同样也是太阳系黄道光的源头。

“假如我们想要研究靠近宜居带类地行星的演化，那我们就需要观测其它恒星周围此类区域中的黄道尘埃，”来自欧洲南方天文台和法国格勒诺布尔大学的论文领衔作者Steve Ertel这样说。“检测和鉴别这类在其它恒星周围的尘埃是研究行星系统结构和演化的一种方式。”

检测耀眼的中央恒星近旁的昏暗尘埃需要高对比度的高分辨率观测。干涉仪——它能同时将数个不同望远镜收集的红外波段数据精确地合并在一起——是至今为止有能力发现和研究这类天体系统的唯一技术。

通过在精确度和效率方面，把甚大望远镜干涉仪的威力发挥到最大，研究小组能够获得比世界上其它可用仪器好上十倍左右的性能。

拉西拉上空的黄道光。提供：ESO

针对每颗恒星，研究小组运用1.8米辅助望远镜把光提供给甚大望远镜干涉仪。在有强烈外星黄道光产生的地方，就可以完全解析出这个延伸出来的尘埃盘，并将它们产生的昏暗光晕从恒星耀眼的强光中区分出来。

通过分析那些拥有外星黄道尘埃盘的恒星参数，研究小组发现大多数尘埃所围绕的是较为年长的恒星。这一结果非常令人吃惊，让我们对行星系统的现有认识产生了许多疑问。所有星子碰撞导致的尘埃产生过程理应会随着时间的推移逐渐变少，因为星子的数量会随着它们被撞毁而减少。

这些恒星样本中还包括了14颗已经被发现拥有系外行星的恒星。这些行星同样存在于这些行星系统中的尘埃产生黄道光的区域。外星黄道光与行星出现在同一区域会给未来天文学中针对系外行星的研究造成麻烦。

外星黄道尘的发光现象，即便是非常暗淡的，也会给运用直接成像法寻找类地行星增加显而易见的困难。此次检测到外星黄道光的一个原因是此处黄道光的亮度比太阳系黄道光高出1000倍。而拥有与太阳系类似级别黄道光的恒星极有可能比此次调查中的多得多。所以，这些观测还仅仅是对外星黄道光作更为细致研究的第一步。

“在这个亮度级别上就拥有这样高的测得率，这就显示必然有大量的行星系统存在更昏暗的，在我们的调查中无法被检测到的尘埃，而它们实际上仍比我们太阳系的黄道尘埃要明亮，”来自列日大学的论文协作者Olivier Absil解释说。“那么多的行星系统中都存在这样的尘埃，很自然地会给未来的观测带来麻烦，特别是假如我们要给与地球类似的行星直接拍摄照片的话。”

来源：欧洲南方天文台
翻译：老孙