她叫梅利莎·麥克盧爾（Melissa McClure），在美國(guó)拿到博士學(xué)位，目前在荷蘭工作。她叫雷爾·范特霍夫（Merel van't Hoff），在荷蘭拿到博士學(xué)位，目前在美國(guó)工作。她們的個(gè)人經(jīng)歷有著驚人的互補(bǔ)性，與此同時(shí)她們都是天文學(xué)家，并在最近一起攜手首次見證了一個(gè)新太陽系的誕生。

圖 | 從左到右：麥克盧爾和范特霍夫（來源：資料圖）

當(dāng)?shù)貢r(shí)間 7 月 16 日，麥克盧爾和范特霍夫以及合作者在一篇Nature論文中報(bào)告稱，他們首次“拍攝”到太陽系誕生過程，罕見地捕捉到了“嬰兒恒星”周圍行星形成的初始階段，首次精準(zhǔn)定位了太陽系外某顆恒星周圍行星開始形成的具體時(shí)刻，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)處于形成最初階段的太陽系外行星系統(tǒng)。

圖 | 本次發(fā)表于 Nature 的相關(guān)論文（來源：Nature）

長(zhǎng)期以來，科研界一直期盼能在其他地方找到太陽系的“嬰兒版本”，以便幫助人類了解太陽系的早期起源。而本次研究團(tuán)隊(duì)通過使用歐洲南方天文臺(tái)參與建設(shè)的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列，以及使用由美國(guó)航空航天局、歐洲航天局和加拿大國(guó)家航天局聯(lián)合研發(fā)的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，將目光聚焦在距離地球 420 秒差距（parsec，是天文學(xué)中用來測(cè)量恒星間距離的單位）的年輕恒星 HOPS-315 上，并發(fā)現(xiàn)此時(shí)它正處于一個(gè)最激動(dòng)人心的時(shí)刻：行星形成期。

也就是說，他們首次捕捉到了行星形成初始物質(zhì)的誕生過程，同時(shí)發(fā)現(xiàn)這些熾熱的礦物正處于凝固起始階段。由于本次所觀測(cè)到的系統(tǒng)，與太陽系剛剛開始形成時(shí)的樣子相似，因此研究人員將此次發(fā)現(xiàn)比作是“太陽系嬰兒時(shí)期的照片”。這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著人類首次確認(rèn)了行星系統(tǒng)形成的早期階段，并為人類了解太陽系的過去打開了一扇窗。

（來源：Nature）

前文提到的 HOPS-315 是一顆位于獵戶座的原恒星（即“嬰兒恒星”），距離人類大約 1300 光年，其特性與早期的太陽相似。研究團(tuán)隊(duì)之隨意將注意力集中在 HOPS-315 上，是因?yàn)樵谄渲車綔y(cè)到了結(jié)晶硅酸鹽礦物，而這便是早期行星形成的明顯標(biāo)志。據(jù)介紹，此次針對(duì) HOPS-315 恒星周圍礦物聚集過程的“零時(shí)刻”觀測(cè)，在科學(xué)史上尚屬首次。與此同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“明確的、確鑿的”跡象，表明人類正在見證行星形成的最早期階段。

（來源：資料圖）

行星的形成過程是這樣的：在圍繞新生恒星旋轉(zhuǎn)的熾熱氣體和塵埃盤中，礦物顆粒先進(jìn)行凝結(jié)，然后聚集在一起。HOPS-315 之所以引人注目，是因?yàn)樗某蜃屓藗兡軌蛴^測(cè)到它周圍的氣體和塵埃盤。而這種景象十分罕見，因?yàn)樾律阈菄娚涑龅臍饬鳎础巴饬鳌保┩ǔ?huì)遮擋住熾熱的星盤，使其無法被觀測(cè)到，但是 HOPS-315 的星盤卻完全清晰可見。

在這些嬰兒恒星周圍，人們經(jīng)常會(huì)看到被稱為“原行星盤”的氣體和塵埃盤，它們是孕育新生行星的搖籃，而此次發(fā)現(xiàn)的新生行星系統(tǒng)正在 HOPS-315 周圍形成。研究團(tuán)隊(duì)指出，雖然人們此前已經(jīng)觀測(cè)到含有新生類木行星的質(zhì)量巨大的年輕星盤，但是他們認(rèn)為行星的第一批固態(tài)組成部分即星子必須在更早的時(shí)間以及更早的階段形成。需要說明的是，這里的星子（Planetesimal）是指行星形成過程中早期出現(xiàn)的固態(tài)小天體，也是構(gòu)建行星的“基石”。

在太陽系中，在地球目前圍繞太陽的位置附近，人們發(fā)現(xiàn)最早凝結(jié)的固體物質(zhì)被封存在古老的隕石中。如前所述，本次研究中研究團(tuán)隊(duì)通過測(cè)定這些原始巖石的形成年代，最終確定了太陽系誕生的“起始時(shí)刻”。這類隕石中富含結(jié)晶礦物，其中就包括一氧化硅。一氧化硅能在年輕行星盤所處的極高溫度環(huán)境下凝結(jié)。隨著時(shí)間的推移，這些新凝結(jié)的固態(tài)物質(zhì)會(huì)相互結(jié)合，在不斷增大體積和增加質(zhì)量的過程中，為行星的形成開啟先河。太陽系中第一批千米大小的星子，也就是后來成長(zhǎng)為地球或木星核心等行星的物質(zhì)，正是在這些結(jié)晶礦物凝結(jié)之后形成的。

通過本次新發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)找到了一些證據(jù)，借此證明 HOPS-315 周圍的星盤中，這些熾熱的礦物正開始凝結(jié)。而一氧化硅則以氣態(tài)形式存在于嬰兒恒星周圍，同時(shí)也存在于這些結(jié)晶礦物中，這表明它才剛剛開始固化。

（來源：Nature）

一位來自國(guó)內(nèi)的天文學(xué)家告訴 DeepTech，在太陽系中，比較靠近太陽的幾個(gè)行星都叫巖石行星。而遠(yuǎn)離太陽的比如木星、土星它們的主要的成分是氫和氦這些氣體。有一些理論認(rèn)為在恒星形成的時(shí)候，靠近恒星的里圈比較熱，那么就會(huì)把一些熔點(diǎn)較低的、氣化點(diǎn)較低的氣體揮發(fā)掉。保留下來的氣體最后能夠冷凝形成一些耐高溫的物質(zhì)，比如硅和鋁等材料。同樣的，人們據(jù)此設(shè)想其他一些恒星周圍的行星可能也存在類似的過程。而本次研究團(tuán)隊(duì)觀測(cè)到了太陽系附近的一個(gè)比較年輕的恒星，并看到恒星周圍有一個(gè)盤，他們推測(cè)其中所含有的物質(zhì)類似于地球上硅之類的比較難熔的耐高溫物質(zhì)，因此這個(gè)狀態(tài)非常類似于太陽系剛剛形成時(shí)候的狀態(tài)。這樣一來，通過研究這種恒星就可以了解太陽系形成的過程。畢竟，天文學(xué)家之前雖然推測(cè)了地球以及水星、金星、火星的形成過程，但是這只是一種推測(cè)，而依托于本次成果就可以直接看到形成的過程。

如前所述，這些礦物質(zhì)最初是使用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行識(shí)別的。為了查明信號(hào)的確切來源，研究團(tuán)隊(duì)使用阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了觀測(cè)。前文提及的國(guó)內(nèi)天文學(xué)家表示，對(duì)于本次觀測(cè)的恒星來說，雖然距離地球算是比較近的行星，但是這個(gè)距離依然相當(dāng)遙遠(yuǎn)。人眼看過去就像一個(gè)小點(diǎn)兒一樣，因此需要具備極高分辨率的望遠(yuǎn)鏡，把它中間的恒星發(fā)出來的光和它周圍的盤發(fā)出的光給區(qū)分開，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)這種探測(cè)。

而基于這些觀測(cè)數(shù)據(jù)，本次研究團(tuán)隊(duì)最終確定：這些化學(xué)信號(hào)源自恒星周圍星盤的一個(gè)小區(qū)域，其軌道半徑與太陽系小行星帶相當(dāng)（約 2-3 天文單位）。這些礦物質(zhì)在太陽系外行星系統(tǒng)的同一位置，與天文學(xué)家在太陽系小行星中看到它們的位置相同。

基于此，HOPS-315 星系盤為研究人類自身的宇宙歷史提供了一個(gè)絕佳的類比對(duì)象。研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，這個(gè)系統(tǒng)是人類所知的最佳系統(tǒng)之一，故能真實(shí)地探測(cè)太陽系中發(fā)生的一些過程。由于它可以充當(dāng)銀河系中新生太陽系的替代品，因此它還能為人們提供一個(gè)研究早期行星形成的新機(jī)會(huì)，也就是說 HOPS-315 可用于了解太陽系的形成過程。盡管人們已經(jīng)通過研究古老隕石即通過研究太陽系形成時(shí)遺留的殘骸拼湊出了太陽系的起源歷程，但是本次這種新的“動(dòng)態(tài)快照”能夠提供全新的見解。

（來源：Nature）

另據(jù)悉，擔(dān)任本次論文第一作者兼通訊作者的梅利莎·麥克盧爾（Melissa McClure）是荷蘭萊頓大學(xué)的的助理教授。其本科和博士分別畢業(yè)于美國(guó)羅徹斯特大學(xué)和美國(guó)密歇根大學(xué)，此后她先后在歐洲南方天文臺(tái)以及荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)從事博士后研究。她的主要研究方向是通過觀測(cè)與建模，追蹤生命的固態(tài)構(gòu)成單元如何從其在致密分子云中的起源，逐步演化并融入原行星盤內(nèi)的星子及年輕原行星中。通過這些研究，她希望能為解答“地球是如何形成的？”以及“我們是宇宙中唯一的生命嗎？”等問題貢獻(xiàn)力量。

本次論文的另一位主要作者雷爾·范特霍夫（Merel van't Hoff）目前是美國(guó)普渡大學(xué)的助理教授。其本科畢業(yè)于荷蘭代爾夫特理工大學(xué)，碩士和博士均畢業(yè)于荷蘭萊頓大學(xué)，后在密歇根大學(xué)從事博士后研究。目前，她致力于通過結(jié)合分子譜線觀測(cè)、簡(jiǎn)單化學(xué)建模以及輻射傳輸理論，研究那些仍被誕生它們的云團(tuán)物質(zhì)包層所包裹的年輕原恒星盤，希望借此揭示行星形成的初始條件。

未來，他們希望能夠更深入地了解 HOPS-315 系統(tǒng)，包括了解它的結(jié)構(gòu)、溫度以及可能在其內(nèi)部游動(dòng)的其他分子。通過這種精細(xì)化的特征描述，他們希望可以預(yù)測(cè)該行星系統(tǒng)如何從“青少年時(shí)期”逐步發(fā)育成熟，直至進(jìn)入“成年時(shí)期”。

參考資料：

https://www.nature.com/articles/d41586-025-02245-y

https://www.universiteitleiden.nl/en/news/2025/07/for-the-first-time-astronomers-witness-the-dawn-of-a-new-solar-system

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09163-z

https://www.universiteitleiden.nl/en/staffmembers/melissa-mcclure#tab-1

https://www.mkmcclure.com/

運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍