SOFIA证实附近的行星系统与我们很相似

美国宇航局的飞行天文台，SOFIA的平流层红外天文台，最近完成了对附近行星系统的详细研究。调查证实，这附近的行星系统的结构与我们的太阳系非常相似。

位于10.5光年之外的南半球的天苑四（波江座ε，Epsilon Eridani，ε Eri），是与早期太阳相似的最近的行星系统。这是一个研究行星如何围绕我们的太阳这样的恒星形成的主要地点，也是科学虚构的同名电视连续剧《巴比伦5号空间站》中的故事地点。

先前的研究表明，天苑四有一个碎片盘，这是天文学家对行星建造完成后仍在绕恒星运行的剩余物质的命名。这些碎片可能以气体和尘埃的形式存在，也可能以小的岩石和冰体的形式存在。碎片盘可以是宽广的、连续的圆盘，也可以集中在碎片带中，类似于我们太阳系的小行星带和柯伊伯带，那里有成百上千的冰岩物体。此外，对天苑四运动的仔细测量表明，一颗质量几乎与木星相同的行星围绕着恒星运行，其距离与木星与太阳的距离相当。

利用SOFIA图像，天文学家能够区分天苑四系统中热碎片（如灰尘和气体）位置的两个理论模型。这些模型是基于美国宇航局的斯皮策太空望远镜先前获得的数据。

一个模型表明，暖物质存在于两个狭窄的碎片环中，分别对应于小行星带和天王星在太阳系的轨道位置。利用这个模型，理论家们指出，行星系统中最大的行星通常与邻近的碎片带有关。

另一个模型将温暖的物质归因于来自系外柯伊伯带状区域的尘埃，并向中心恒星填充一个碎片盘。在这个模型中，温暖的物质在一个大圆盘中，既不集中在类似小行星带的环中，也不和内部区域的任何行星相联系。

通过SOFIA，天文学家确定了天苑四周围的温暖物质实际上是按照第一个模型的建议排列的，它至少在一条狭窄的带上，而不是在一个宽广的连续圆盘上。

这些观测是有可能的，因为SOFIA的望远镜直径比斯皮策大，其直径为100英寸（2.5米），而斯皮策的望远镜直径为33.5英寸（0.85米），这使得SOFIA上的研究小组能够分辨出比斯皮策观测到的小三倍的细节。此外，SOFIA强大的中红外摄像机Forcast，SOFIA望远镜的暗淡物体红外摄像机，使研究小组能够研究天苑四周围温暖物质的最强红外辐射，其波长在25-40微米之间，这是地面观测站无法检测到的。

SOFIA的高空间分辨率结合了独特的波长覆盖范围和令人印象深刻的动态范围，使我们能够解决天苑四周围的暖辐射问题，证实了将暖物质定位在木星轨道附近的模型。此外，还需要一个行星质量的物体来阻止外层区域的尘埃，这类似于海王星在我们太阳系中的作用。天苑四，我们太阳系的一个更年轻的版本，是如何像我们的系统一样被整合起来的，这真的令人印象深刻。

Credits: NASA/SOFIA/Lynette Cook

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