【正見新聞網2025年07月27日】
據天空和望遠鏡網站(skyandtelescope.org)2025年7月23日新聞報導，韋伯望遠鏡在其觀測記錄中又增添了一項令人印象深刻的「第一」：一個嬰兒太陽系。此次觀測的目標HOPS-315位於獵戶座星雲中，距離地球約1300光年，是一顆原恆星——一顆最近才從其誕生的塵埃和氣體雲中浮現出來的年輕恆星。
由荷蘭萊頓(Leiden)天文台的梅麗莎·麥克盧爾(Melissa McClure)領導的團隊利用韋伯望遠鏡和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列（ALMA）觀測了這顆新生行星，發現了溫暖的一氧化矽（SiO）氣體和富含相同物質的固體顆粒。這些發現預示著行星的早期形成，在行星形成過程中，熱氣體冷卻並凝結形成矽酸鹽礦物，最終構成岩石行星——這一過程在我們太陽系形成時曾發生過。
由於HOPS-315距離達到太陽的質量還有一百萬年，該系統的年輕使其成為研究恆星生命早期行星形成的最佳實驗室。
研究團隊利用韋伯望遠鏡（JWST）拍攝了HOPS-315的紅外光譜。不同的分子會根據其吸收特定波長的光，從而在光譜中留下一些凹陷（這些光譜被稱為吸收光譜），天文學家可以通過觀察吸收光譜了解HOPS-315周圍的物質成分。
HOPS-315新生恆星。天文學家利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列（ALMA）和韋伯望遠鏡（JWST）觀測到了行星形成早期階段的證據。橙色顯示的是一氧化碳分子的排放，這些分子以蝴蝶狀的風吹離恆星。藍色部分可見一股狹窄的一氧化矽噴流。除了這些特徵外，恆星周圍還有一個氣態一氧化矽盤，正在凝結成固態矽酸鹽——這是行星形成的早期階段。ALMA（ESO/NAOJ/NRAO）/ M. McClure等人。
麥克盧爾表示，斯皮策望遠鏡此前拍攝的該系統光譜揭示了高溫岩石物質的跡象，但解析度不足以顯示二氧化矽氣體。發表在《自然》雜誌上的韋伯望遠鏡觀測結果顯示，吸收線來自靠近恆星的高溫二氧化矽氣體和結晶矽酸鹽顆粒。他們還發現，該盤的中平面溫度超過1200開爾文（1700華氏度），足以蒸發矽酸鹽岩石。隨著盤面冷卻，這些物質會沉澱成行星形成顆粒。
HOPS-315 的朝向也恰到好處，使得它能夠透過新生恆星噴出的噴流被觀測到。由於吸收線的形狀取決於吸收物質與恆星的距離，因此研究小組能夠估算出，一氧化矽氣體在靠近吸積盤的地方旋轉——大約相當於地球繞太陽公轉的距離（1 個天文單位，即 au）。
該團隊隨後利用毫米波段的ALMA進行觀測，在距離恆星10倍更遠的噴流中探測到更多的一氧化矽氣體。數據證實，盤中的一氧化矽氣體更靠近恆星，並非噴流的一部分。
HOPS-315 及其直徑 35 天文單位的恆星盤與我們太陽系有著驚人的相似性。「這顆恆星正在逐漸發展到與太陽一樣大，」麥克盧爾說，「其恆星盤的質量和半徑與太陽在相似年齡時的恆星盤大致相同。」
該系統或許有助於解決關於類地行星如何以及在何處形成的爭論。它們可能形成於距離恆星較遠的地方，那裡的水足夠冷，可以結成冰；也可能形成於距離恆星較近的地方，那裡存在一氧化矽氣體。HOPS-315的觀測證實，這些熱物質確實會在靠近恆星的地方由氣體凝結成岩石。
「我們的研究結果……為太陽系中1個天文單位範圍內的區域提供了物理限制，」麥克盧爾說，「這將使人們能夠檢驗這些理論。」
麥克盧爾希望繼續研究這個系統，看看行星在哪裡開始形成。「我們也在研究其他原恆星，比如HOPS-315，以了解這個階段是否真的存在於所有原行星盤中，」麥克盧爾說。畢竟，我們的太陽系看起來與我們在銀河系其他地方發現的大多數系外行星系統不同。進一步的研究還可以確定這個階段在其他恆星周圍持續的時間。
資料來源：
https://skyandtelescope.org/astronomy-news/webb-space-telescope-spies-baby-planetary-system/