#瞭望中国抗战# 宇宙婴儿学步：天文学家首次目睹新太阳系诞生
欧洲南方天文台（ESO）研究团队
图中编号为HOPS-315的婴儿恒星，是天文学家观测到行星形成最早证据的场所。这张由阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA，ESO参与运营）拍摄的图像，结合詹姆斯·韦伯太空望远镜🔭（JWST）数据，揭示了炽热矿物质正在固化的现象。橙色部分呈现一氧化碳的分布——它们正以蝴蝶状星风形态逃离恒星；蓝色部分则显示一束狭窄的一氧化硅喷流，同样从恒星喷射而出。此类气体星风与喷流在HOPS-315等新生恒星周围十分常见。ALMA与JWST的联合观测表明，除这些特征外，恒星周围还存在一个正在凝结成固体硅酸盐的气态一氧化硅盘——这正是行星形成的初始阶段。图片来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO) / M. McClure et al.
荷兰莱顿大学教授、该研究的主要作者梅丽莎·麦克卢尔表示："我们首次确定了太阳系外恒星周围行星开始形成的最早时刻。"这项新研究发表在《自然》杂志上。
美国普渡大学教授、合著者梅雷尔·范特霍夫将他们的发现比作"婴儿太阳系的照片"，他说："我们看到的这个系统，就像我们太阳系刚开始形成时的样子。"
这个新生行星系统正围绕原恒星HOPS-315形成，该恒星距离地球约1300光年，是初生太阳的类比天体。天文学家常在这种"婴儿恒星"周围观测到被称为"原行星盘"的气体和尘埃盘，那里正是新行星的诞生之地。
尽管天文学家此前已发现过包含新生木星般巨大行星的年轻星盘，但麦克卢尔指出："我们始终清楚，行星最早期的固态组成部分——即'星子'——必然形成于更早阶段。"
在太阳系中，最早在地球当前轨道位置附近凝结的固态物质，如今封存在远古陨石之中。天文学家通过测定这些原始岩石的年龄，确定了太阳系形成的起始时刻。这类陨石富含含有一氧化硅（SiO）的结晶矿物，这些矿物能够在年轻行星盘中的极端高温环境下凝结形成。
随着时间的推移，这些新凝结的固态物质相互结合，在体积与质量增长的同时播下了行星形成的种子。太阳系中首批直径千米级的微行星——后来成长为地球等行星或木星核心的天体——正是在这些晶体矿物凝结后立即形成的。
天文学家通过最新发现，在HOPS-315恒星周围的原行星盘中找到了这些高温矿物质开始凝结的证据。研究结果表明，气态氧化硅不仅存在于这颗新生恒星周围，也存在于这些结晶矿物内部，表明该物质刚刚开始固化过程。
"这一过程从未在原行星盘——或太阳系以外的任何地方被观测到过，"论文合著者、美国密歇根大学教授埃德温·伯金表示。
这些矿物最初是通过美国、欧洲和加拿大航天局联合研发的詹姆斯·韦伯太空望远镜🔭发现的。为了精确定位信号来源，研究团队使用由欧洲南方天文台与国际合作伙伴在智利阿塔卡马沙漠联合运营的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）对该星系进行了观测。
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借由这些数据，该团队确定，这些化学信号来自于该恒星周围星盘的一个小范围区域，其位置相当于太阳系中的小行星带轨道。
论文合著者、莱顿大学博士后研究员洛根•弗朗西斯表示：“我们确实在这个太阳系外系统中，于一个特殊的位置观测到了这些矿物，而这个位置，正与我们在太阳系小行星中发现它们的位置相对应。”
正因如此，HOPS-315 的星盘为研究我们自身的宇宙历史提供了一个绝佳的参照。正如范特霍夫所言：“就切实探究我们太阳系中曾发生过的某些过程而言，该系统是我们目前所知的最佳范例之一。”它也通过作为银河系中新生太阳系的替代研究对象，为天文学家提供了一个研究早期行星形成的新契机。
未参与此项研究的欧洲南方天文台天文学家兼欧洲阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列项目经理伊丽莎白•汉弗莱斯表示：“这项研究揭示了行星形成的一个极早期阶段，给我留下了极为深刻的印象。它表明，我们可以借助 HOPS-315 来理解我们自身太阳系的形成过程。这一成果凸显了詹姆斯•韦伯空间望远镜🔭与阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列在探索原行星盘方面相结合的强大力量。”
太阳系由太阳及环绕其运行的天体构成。其英文名“Solar System”源自拉丁语中对太阳的称呼“Sōl”。太阳系形成于约 46 亿年前，其时，一团分子云中的某个致密区域发生坍缩，创造出太阳和一个原行星盘，而环绕太阳运行的各类天体便由此盘集结而成。太阳核心内部，氢聚变为氦的过程释放出巨大能量，这些能量主要通过其外层的光球层辐射☢️而出。此过程在整个太阳系内创造了一个由内向外递减的温度梯度。太阳系总质量的 99.86% 以上都集中于太阳。
环绕太阳运行的质量最大的天体便是八大行星。按距离太阳由近及远的顺序，首先是四颗类地行星——水星、『金星』、地球与火星。仅有地球和火星的轨道位于太阳的宜居带内，在此区域，天体表面可保有液态水。在距离太阳约五个天文单位的霜线以外，分布着两颗气态巨行星——木星与土星——以及两颗冰巨行星——天王星与海王星。木星与土星占据了太阳系中所有非恒星天体总质量的近 90%。
BY：phys- Stephanie Baum
FY：Astronomical volunteer team
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