中大新聞網訊（通訊員潘劉彬）近日，物理與天文學院潘劉彬教授課題組在原行星盤形成研究領域取得重要進展，相關成果發表于《Nature Astronomy》。潘劉彬教授擔任共同第一作者和唯一通訊作者。
研究團隊挑戰了原行星盤孤立形成與演化的傳統觀點，通過分析星際超音速湍流提供的角動量，成功預言原行星盤尺寸以及角動量與前主序星質量的關系。此前，原行星盤理論模型主要關注盤內物理過程，忽略了外部環境的影響。傳統理論假設其形成結束于原恒星塌縮并從此孤立演化，這導致許多觀測結果難以解釋，且與相關理論和數值研究結果相抵觸。
本研究提出了新的形成方案：前主序星原行星盤主要通過Bondi-Hoyle吸積周邊氣體形成，該吸積過程可提供充足的氣體質量與角動量。研究的一項核心理論成果是對超音速星際湍流中角動量的統計分析發現了角動量的兩個不同貢獻及其對尺度的不同依賴關系。其中，第一個貢獻來源于超音速湍流中強烈密度漲落造成的吸積區域幾何中心和質量中心的偏差；這一貢獻在Bondi-Hoyle吸積捕捉的角動量中占主導， 而此前的研究并未認識到。
“基于這一貢獻的理論計算，本研究預言了原行星盤尺寸，解釋了行星盤角動量與恒星質量的關系，并與觀測數據相符。論文同時展示了數值模擬中發現的Bondi-Hoyle吸積的證據。”潘劉彬團隊介紹，“研究中提出的方案與近期的觀測結果和大尺度數值模擬結果相互佐證，若進一步被觀測證實，將改寫現有理論模型，為解決現有模型中的難題提供新的途徑。”
圖注：模擬中的大小為1.2 pc的子區域中的氫柱密度。 圖中心的一引力束縛的主序星三星系統（尺寸大小約1000AU的小長方體區域）。插圖為小長方體區域在三個方向的投影，可以清晰看到Bondi–Hoyle吸積的尾巴。隨著恒星軌道運動，Bondi–Hoyle吸積的尾巴不斷交織扭曲。
