04  NEWS  哈勃新发现：挑战原恒星形成理论

图：昴星团望远镜拍摄的 AB Aurigae 恒星图像，白色箭头所指为AB Aurigae b所在位置，黄色圆圈为海王星轨道大小。（图源：T. Currie/Subaru Telescope）

在现实宇宙中，科学家们无法回溯时间，直接观测太阳系是如何形成的；但是通过观测大量与太阳类似的年轻恒星系统，再将观测与计算机模拟过程相结合，我们就能够得到太阳系形成的多种可能模型。

现在我们能大致确定，太阳系形成于约45亿年前，大量的星际气体和尘埃所构成的分子云，形成了太阳的诞生地；随后云中最稠密的部分在自身引力或附近恒星爆炸的推动的作用下收到扰动并开始坍塌，在中心形成了原恒星；原恒星内部压力变得越来越大并最终开始核聚变，同时向周围的空间发出星风，星风清除了恒星周围的大多数气体物质，也为行星的形成创造了条件。

关于行星的形成，目前科学界有三种较为广泛的模型，核心吸积模型、鹅卵石吸积模型和吸积盘不稳定理论，其中核心吸积模型是目前最为广泛接受的一种。核心吸积模型中认为，随着太阳风开始在太阳系内吹拂，星云中剩余的物质也逐渐聚集在一起，小颗粒在引力作用下聚集在一起，形成更大的颗粒，不断的引力聚集过程最终导致了行星的形成。该理论同时认为，太阳风将较轻的元素（如氢和氦）从内太阳系吹走，只留下更重的物质汇聚成岩石行星。而在更远的地方，太阳风对较轻元素的影响较小，使它们能够合并成气态巨行星。

而今年4月4日发表于《自然天文学》上的一篇文章中，研究人员发现了一颗并不符合核心吸积模型的行星，这颗新形成不久的行星名为AB Aurigae b，是一颗质量约为木星的9倍的气态巨行星，其宿主恒星的年龄大约为200万年。这颗行星的独特之处在于，它距离其宿主恒星大约93AU，作为对比，太阳系内最远的行星——海王星——与太阳之间的距离为30AU。在距离中心这么遥远、物质稀缺的地方，按照核心吸积模型要形成这么大质量的行星，仅仅200万年的时间是不可能的。

但这也并不意味着我们的行星形成模型完全错误， AB Aurigae b的形成反而支持了现有行星形成模型中，吸积盘不稳定理论的正确性。该理论认为，当围绕恒星的大质量行星盘冷却时，引力会导致圆盘迅速分解成一个或多个云块碎片，随后这些碎片逐渐压缩聚集形成行星。哈勃的这个新发现表明，我们现有的行星演化模型还需要进一步的完善，也许不同的模型适用于不同的行星系统，当然，也可能存在另一种能够将所有模型完美结合起来的新理论。

05  NEWS
冥王星上隐藏的巨大冰火山

图：蓝色区域均为新视野号观测到的火山活动留下的痕迹。（图源：NASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室/西南研究所）

2015年，NASA的新视野号探测器首次飞越冥王星，在距离冥王星约12000千米处，拍下了历史上最清晰的冥王星图像，而在这张著名的照片当中，最引人瞩目的要数位于冥王星赤道以南的一片面积达数百万平方千米的氮冰川，因为它的形状酷似一颗爱心，因此也被称为冥王星之心，而科学家们则以人类历史上发射的第一颗人造卫星“斯普特尼克”号将其命名为“斯普特尼克平原”。

尽管距离新视野号飞越冥王星已经过去了7年，但它所传回的科学数据至今仍在科学家们手中被仔细研究，并不断为我们揭开关于冥王星的新发现。新视野号的数据显示，斯特普尼克平原上的冰川正在漂移，而在漂移的冰川下，可能存在一片巨大的液态海洋，地下海洋在冥王星的板块活动下不断晃动，对其地表构造产生影响。这些发现都表明，在冥王星看起来冰冷永恒的外表下，有着活跃的内心，研究人员还推测冥王星甚至保留着“火山活动”，与地球上不同的是，冥王星上的火山喷出的是冰冷而泥泞的水冰，以及氨、甲烷等混合物，因此也可称为冰冻火山活动。

在今年3月29日发表于《自然通讯》的一篇文章中，西南研究所的研究团队将目光聚焦到冥王星上的一处独特地形结构，证实了这些地形结构是由于多次冰冻火山喷发而形成的。在这项研究中，团队主要观察了位于斯普特尼克平原西南方向的一处地貌，这里存在许多圆顶状山丘，它们高1至7千米，宽30至100千米，有时也会合并形成更复杂的结构。但这些山丘都显得非常圆润，与别的星球上由于侵蚀风化而形成的尖锐山丘有着明显的外形差异，通过排除和模拟的方法，研究人员认为，只有冰冻火山的喷发现象才能够满足这样一片区域的形成条件。

同时，由于这片地区几乎没有陨石坑，这表明它的地质年龄很年轻，似乎形成于不久以前。而这也意味着冥王星的内部很有可能在不久前都存在一定的热源，能够让牙膏一样的冰冻火山熔岩流动于冥王星地下，并随着火山的喷发被“挤到”地表，形成了斯普特尼克南部的独特地貌。放眼整个太阳系，也只有在冥王星上才能够看到这样的地形结构，谁又能想象，随着深空探测的发展，未来我们还将在其它星球上看到什么有趣现象呢？

06  NEWS
测量C/2014 UN271大小
最大彗星记录再次刷新

图：彗星C/2014 UN 271与此前观测到的彗星大小比较。（图源：NASA, ESA, Zena Levy (STScI)）

图：完成分段对齐后的星象。（NASA/STScI）

彗星是太阳系中最古老的天体类型之一，通常被认为是形成于太阳系诞生初期，随后由于受到木星、土星等外层行星的引力影响，分散到了距离太阳较远的地方。也正因为距离太阳遥远，结构通常比较松散的彗星能够在过去几十亿年间，免于被太阳风吹散；在冰冷的太阳系外侧，彗星内部仍然保留着太阳系形成早期的大量信息。天文学家们一直将彗星视作太阳系的化石，对于彗星的详细研究能够带我们穿越时空，窥探到太阳系早期的形成和演化过程。

在今年4月12日发表于《天体物理学快报》的一篇文章中，一组国际研究团队测量了C/ 2014 UN271的大小，估计它的直径大约为130千米，质量达到500万亿吨，这一发现也让它成为了有史以来发现的最大彗星。我们在观测彗星时，通常直接观测到的并不是彗星本体，而是包围在彗核周围的彗发，彗发的存在让爱好者能够更加容易地观测到彗星，但对想要测量彗星大小的天文学家而言，却是一种阻碍。

为了确定彗星的大小，研究人员首先使用哈勃望远镜对彗星进行了五次拍摄，尽管哈勃的图像分辨率很高，但拍摄时彗星距离我们约30亿公里，这样的距离依旧太遥远，哈勃望远镜无法直接从图像上分辨出彗核。因此，研究团队对彗核和彗发部分构建了模型，反复调整后，通过将模型模拟出的彗发从原图像上扣去的方式，得到了彗核的单独图像，然后再对彗核部分进行测量。得到的结果令他们非常惊讶，C/2014 UN271彗核的直径达到130千米，这个数字是普通彗核大小的50倍，比此前发现的最大彗星C/2002 VQ94要大40千米左右。

尽管体积非常大，但要让C/2014 UN271成为观测上的“大彗星”却不太可能，因为它在2031年达到近日点时，距离太阳也有16亿千米，也就是说那时它还在土星轨道以外。这还是太远了，因此跟历史上那些大彗星相比，观测效果仍然会差很多。