據《未來科學》7月21日消息,一個由密歇根大學領導的國際天文學團隊首次觀測到太陽系外行星形成的最早階段。這一突破性發現圍繞距離地球1300光年的年輕恒星HOPS-315展開,為揭示我們太陽系的誕生過程打開了一扇窗口。
"這就像給嬰兒太陽系拍了一張照片,"研究合著者、普渡大學助理教授梅雷爾·范霍夫表示。她在密歇根大學從事博士后研究期間啟動了這個項目。天文學家們長期以來在年輕恒星周圍觀測到被稱為"原行星盤"的氣體和塵埃盤——行星的誕生地,但從未直接見證行星形成的最初時刻。
利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和智利阿塔卡馬大型毫米波陣列,研究團隊在HOPS-315周圍的原行星盤中發現了硅酸鹽礦物(主要成分為一氧化硅/SiO)正從氣態凝結為固態顆粒的證據。這種礦物凝結過程被認為是行星形成的第一步:微小的固態顆粒先聚集形成"星子",再逐漸成長為行星。
"我們在這個太陽系外系統中看到的礦物位置,與太陽系小行星中發現的完全一致,"博士后研究員洛根·弗朗西斯解釋道。在我們的太陽系中,最原始的隕石中含有類似的結晶礦物,這些礦物形成于太陽誕生后不久的高溫環境中。HOPS-315系統中同時檢測到氣態SiO和結晶礦物態SiO,表明礦物凝結過程才剛剛開始。
研究首席作者、助理教授梅麗莎·麥克盧爾指出:"我們一直知道行星最初的固態部分——星子,必須形成于更早的階段。"這項發表在《Nature》期刊的研究首次捕捉到這一關鍵過程。密歇根大學天文學教授埃德溫·伯金補充道:"這種過程從未在原行星盤或太陽系外任何地方被觀測到過。"
觀測團隊由來自五個國家八所機構的科學家組成。JWST首先識別出礦物信號,而ALMA則精確定位了這些信號的來源位置。這兩臺尖端設備的結合,使天文學家能夠以前所未有的精度研究行星形成的早期階段。"這個系統是研究我們太陽系歷史的絕佳類比,"范霍夫強調,它為天文學家提供了研究早期行星形成的新機會,可作為銀河系中新生太陽系的替代樣本。
HOPS-315的發現特別重要,因為它揭示了行星形成的"宇宙標準化"過程——無論在何處,太陽系形成似乎都遵循相似的物理化學規律。通過研究這樣的年輕系統,科學家們希望能更好地理解地球和其他行星的起源,以及生命所需的條件如何在宇宙中出現。
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