太陽(yáng)系的誕生 首次見(jiàn)證了壯觀的科學(xué)

圍繞著一顆僅 1,300 光年外的類太陽(yáng)恒星，人們?cè)谄渥钤绲臉?gòu)想時(shí)刻就看到了一族行星。

天文學(xué)家分析名為 HOPS-315 的嬰兒恒星形成后留下的塵埃和碎屑的紅外流，發(fā)現(xiàn)了微小濃度的熱礦物，這些礦物最終將形成小行星——新行星將圍繞著它們生長(zhǎng)的“種子”。

這個(gè)系統(tǒng)可以告訴我們行星形成的最初步驟，甚至可能包含我們自己的太陽(yáng)系是如何形成的線索。

“我們第一次確定了行星形成圍繞太陽(yáng)以外的恒星開(kāi)始的最早時(shí)刻，”天文學(xué)家梅麗莎·麥克盧爾 （Melissa McClure） 說(shuō)荷蘭萊頓大學(xué)。

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通過(guò)研究處于不同階段的其他恒星，我們或多或少地知道行星是如何誕生的。

恒星本身是由太空中密集的分子氣體和塵埃云形成的;當(dāng)這些云中的一團(tuán)物質(zhì)足夠密集時(shí)，它會(huì)在重力作用下坍縮，形成恒星的種子。

當(dāng)嬰兒恒星旋轉(zhuǎn)時(shí)，它周圍的物質(zhì)聚結(jié)成一個(gè)盤，該盤旋轉(zhuǎn)并為恒星的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分。當(dāng)這顆恒星長(zhǎng)得足夠大時(shí)，它的原恒星風(fēng)將物質(zhì)推到遙不可及的地方，在那里它繼續(xù)繞行，冷卻并聚集在一起。這是行星形成過(guò)程的開(kāi)始。

天文學(xué)家已經(jīng)看到了嬰兒行星在這些原行星盤，留下明顯的材料中的間隙當(dāng)它們行進(jìn)時(shí)，引力清除了它們的軌道路徑。

然而，這些系統(tǒng)中的行星已經(jīng)形成得相當(dāng)好。HOPS-315 代表了我們所見(jiàn)過(guò)的行星形成過(guò)程的最早階段。

這些觀測(cè)是使用 JWST 進(jìn)行紅外波長(zhǎng)的，使用 Atacama 大型毫米/亞毫米陣列 （ALMA） 進(jìn)行無(wú)線電波長(zhǎng)的，這是人類制造的兩臺(tái)最強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡。

McClure 和她的同事確定了與溫暖的一氧化硅氣體和結(jié)晶硅酸鹽礦物顆粒相關(guān)的光波長(zhǎng)——這是與硅從氣體冷卻到固態(tài)相關(guān)的特征。

“這個(gè)過(guò)程以前從未在原行星盤中見(jiàn)過(guò)——或者我們太陽(yáng)系以外的任何地方?！?a>天體物理學(xué)家 Edwin Bergin 說(shuō)美國(guó)密歇根大學(xué)。

新生行星的特征位于距離宿主恒星約 2.2 個(gè)天文單位的地方。這個(gè)距離與太陽(yáng)系的距離相似小行星帶，在火星和木星.

我們只能根據(jù)現(xiàn)有狀態(tài)下的物質(zhì)來(lái)研究我們自己的太陽(yáng)系的形成。有時(shí)，這涉及尋找自 45 億年前系統(tǒng)誕生以來(lái)完好無(wú)損地幸存下來(lái)的古老礦物;有時(shí)它涉及研究小行星和彗星，它們沒(méi)有像行星那樣發(fā)生那么大的變化。無(wú)論哪種方式，都需要詳細(xì)的偵探工作。

HOPS-315 是一顆質(zhì)量?jī)H為太陽(yáng)質(zhì)量 60% 的橙矮星，在熱氣體流的滋養(yǎng)下仍在增長(zhǎng)。在 100 萬(wàn)年后，它的質(zhì)量應(yīng)該和我們自己的恒星差不多。兩者之間有足夠的相似性，HOPS-315 可能有助于我們了解太陽(yáng)系的早期歲月。

“我們看到的系統(tǒng)看起來(lái)像我們的太陽(yáng)系剛開(kāi)始形成時(shí)的樣子。”物理學(xué)家和天文學(xué)家 Merel van 't Hoff 說(shuō)美國(guó)普渡大學(xué)。

“這個(gè)系統(tǒng)是我們所知道的最好的系統(tǒng)之一，可以實(shí)際探測(cè)我們太陽(yáng)系中發(fā)生的一些過(guò)程?！?/p>

在這一點(diǎn)上，HOPS-315 只是整個(gè)星系中的一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。其他系統(tǒng)是否以相同的方式經(jīng)歷相同的過(guò)程還有待發(fā)現(xiàn)——但現(xiàn)在我們知道，隨著越來(lái)越強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡突然出現(xiàn)，找到它們就在我們的掌握之中。

該研究已發(fā)表在自然界.

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