想象一下，你正凝視著時間的長河，回溯到46億年前，那時我們的太陽還只是一個嬰兒般的原恒星，周圍的塵埃和氣體開始悄然凝聚，形成地球、木星等行星的種子。現在，這個遙遠的過去不再是推測——國際天文學家團隊利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）和詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），首次捕捉到類似過程的即時畫面：在距離地球1300光年的原恒星HOPS-315周圍，熱礦物正從氣體狀態凝固成固體，這是行星形成的最初一刻。▲這項發現于2025年7月發表在《自然》雜志上，不僅標志著人類首次觀測到太陽系外行星系統的嬰兒期，還為我們解讀自身起源提供了珍貴的活樣本。

●原恒星的搖籃：HOPS-315的誕生秘境

HOPS-315是一個典型的原恒星，相當于太陽系形成初期的太陽嬰兒。位于一個名為獵戶座的恒星形成區，距離我們約1370光年。作為一個年輕的恒星胚胎，它被一層厚厚的塵埃和氣體包圍，這些物質像一個巨大的繭，孕育著未來的行星系統。圍繞原恒星的圓盤——稱為「原行星盤」，是行星誕生的溫床，這里氣體和塵埃在高溫高壓下發生化學反應，形成固體顆粒，最終積聚成行星。

以往，天文學家觀測到的原行星盤大多已進入后期階段，甚至已形成木星般的巨行星。但正如荷蘭萊頓大學的Melissa McClure教授所說：「我們一直知道，行星的首批固體組成部分——即『微行星體』——必須在更早的階段形成。」這次發現填補了這個空白：團隊觀測到硅單氧化物（SiO）從氣體轉為固體晶體礦物的過程。這些礦物能在極端高溫下凝結，正是行星形成的起點。

美國普渡大學的Merel van 't Hoff教授將這一發現比作「太陽系嬰兒的照片」：「我們看到的系統，就像我們的太陽系剛剛開始形成時的模樣。」這不僅僅是比喻——HOPS-315的化學組成和環境與早期太陽系高度相似，提供了一個絕佳的模擬實驗室，讓我們「重現」自家起源的故事。

▲HOPS-315，由智利阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）拍攝的圖像，橙色代表從中央恒星吹出的二氧化碳氣體，藍色代表硅單氧化物。

●雙劍合璧：ALMA與JWST的觀測奇觀

這項突破得益于兩大天文利器的聯手。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），作為美國、歐洲和加拿大太空機構的聯合項目，首先捕捉到這些熱礦物的信號。它以紅外光譜探測到SiO的特征譜線，顯示這些礦物正從氣體凝固成固體晶體——溫度高達數千攝氏度，類似于熔巖冷卻成巖石的過程。

為了精確定位信號來源，團隊轉向ALMA——位于智利阿塔卡馬沙漠的毫米波陣列，由歐洲南方天文臺（ESO）與其他國際伙伴共同運營。▲ALMA的圖像顯示，在HOPS-315周圍，不僅有橙色的二氧化碳氣體以蝴蝶狀風形式噴出，還有藍色的SiO氣體形成狹窄噴流。這些風和噴流是原恒星常見的特征，幫助清除多余物質，確保圓盤穩定。

▲更關鍵的是，ALMA確認了SiO氣體盤的存在，并顯示正在凝結成固體硅酸鹽。這些信號源于圓盤的一個小區域，相當于太陽系小行星帶的軌道位置。美國密歇根大學的Edwin Bergin教授強調：「這一過程從未在原行星盤中被觀測到，甚至在觀測太陽系外任何地方都未見過。」萊頓大學博士后Logan Francis補充道：「我們在這里看到的礦物，與太陽系小行星中的相同，位置也一致。」

這些觀測數據嚴謹地揭示了行星形成的動態：高溫氣體冷卻，分子結合成晶體，然后這些晶體粘合，形成公里級大小的微行星體，最終演變為行星核心。這與太陽系古隕石的證據吻合——那些隕石中富含SiO晶體礦物，被視為太陽系形成的「零時刻」標記。通過年齡測定，這些隕石告訴我們，太陽系誕生的鐘擺從這些凝固開始擺動。

▲這張由歐洲南方天文臺于2025年7月15日提供的圖像，展示了從嬰兒恒星HOPS-315噴出的硅單氧化物射流。

●回溯起源：地球如何從塵埃中誕生

為什么這一發現如此激動人心？它不只是一個遙遠系統的快照，而是我們自身歷史的回音。HOPS-315系統就像一面鏡子，映照出太陽系的嬰兒時代：相同的化學過程，相同的溫度梯度，甚至相同的礦物凝固位置。這讓我們能更精確地模擬早期太陽系的演化，解答諸如「地球如何從塵埃中誕生」的問題。

正如van 't Hoff教授所說：「這個系統是我們已知的最佳樣本，能探測發生在太陽系中的某些過程。」它提供了一個替代品，用于研究銀河系中無數新生太陽系的形成機制。ESO的歐洲ALMA項目經理Elizabeth Humphreys（未參與研究）贊嘆道：「這項研究令人印象深刻，揭示了行星形成的極早期階段。它表明HOPS-315可用于理解我們自己的起源，并突顯JWST與ALMA聯合探索原行星盤的強大力量。」

從更廣闊的視角，這項發現挑戰了我們對行星形成的認知。以往模型假設凝固過程發生在恒星形成后不久，但現在我們有直接證據支持。更重要的是，它暗示銀河系中類似過程普遍存在，或許數以億計的行星系統正處于這一嬰兒期。未來，隨著JWST和ALMA的持續觀測，我們可能捕捉更多這樣的瞬間，繪制出宇宙行星誕生的完整圖譜。

這項研究不僅是技術勝利，更是人類好奇心的勝利。它提醒我們，宇宙像一本打開的日記，每一頁都記錄著生命的潛在起源。從HOPS-315的塵埃中，我們看到了自己的影子——一個從混沌中崛起的行星世界。就像探險家在遙遠的冰川中發現古老的足跡，這場天文之旅讓我們更接近解答永恒的疑問：我們從哪里來，又將去向何方？

關鍵信息索引

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Cosmic baby steps: For the first time, astronomers witness the dawn of a new solar system

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