天文学家首次见证新太阳系的形成

天文学家首次观测到在太阳系外的一颗年轻恒星周围有行星诞生的景象，如同一个新的太阳系正在形成。这标志着首次有行星系统在形成的早期阶段就被发现，为人们了解太阳系的过去打开了一扇窗。

欧洲南方天文台（European Southern Observatory，ESO）在7月16日发布的新闻稿中指出，天文学家借由位于智利的阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array，ALMA）以及美国国家航空航天局（NASA）的詹姆斯‧韦伯太空望远镜（James Webb Space Telescope）观察到第一批行星形成物质的生成，亦即刚开始凝固的炙热矿物。

这项研究的主要报告撰写人、荷兰莱顿大学（Leiden University）助理教授麦克卢尔（Melissa McClure）说：“我们首次确认太阳以外的恒星四周开始形成行星的最早时刻。”

另一名报告撰写人、美国普渡大学（Purdue University）教授范特霍夫（Merel van ‘t Hoff）将这些发现比喻为“婴儿时期太阳系的照片”，并表示“我们看到的系统看起来就像我们的太阳系刚开始形成时的样子”。

这颗年轻恒星被称为HOPS-315，距离地球约1,300光年，与新生的太阳类似。在这类原恒星（protostar，指恒星形成过程中的早期阶段）周围，天文学家经常能看到由气体和尘埃组成的圆盘，称为原行星盘（protoplanetary disk），也就是新行星的诞生地。

虽然天文学家先前也曾观测到含有质量巨大、类似木星的新生行星的年轻圆盘，但麦克卢尔说：“我们一直都知道，行星的最初固体部分，或称为微行星（planetesimal），一定是在更早的时期形成的。”

在我们的太阳系中，最早在地球目前绕行太阳位置附近凝结的固体物质被发现藏在古老的陨石中。天文学家对这些原始岩石进行年代测定，以确定太阳系形成的时间。

这些陨石充满了含有一氧化硅的晶体矿物，能在年轻行星盘的极高温度下凝结。新凝结的固体随时间结合在一起，而且尺寸和质量不断增加，为行星的形成播下了种子。

太阳系中第一批千米大小的微行星最终发展成像地球这样的行星或木星的核心，正是在这些晶体矿物凝结后形成的。

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在针对HOPS-315的研究中，研究人员发现了炙热矿物在这颗年轻恒星周围的盘状结构中凝结的证据。研究结果显示，该恒星周围以及这些晶体矿物中都存在气态的一氧化硅，这表明它才刚开始凝固。

另一名报告撰写人、美国密歇根大学（University of Michigan）教授伯金（Edwin Bergin）说：“这种过程在原行星盘中，甚至在我们太阳系以外的任何地方都从未见过。”

ALMA所拍到的年轻恒星HOPS-315仍在形成中。(ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/M. McClure et al.)

同样是报告撰写人之一的莱顿大学博士后研究员弗朗西斯（Logan Francis）说：“我们在这个太阳系外系统中观察到的这些矿物，实际上与我们在太阳系小行星中观察到的位置相同。”

正因为如此，HOPS-315的圆盘为研究我们自身的宇宙历史提供了一个绝佳的类比。正如范特霍夫所言，“这个系统是我们已知、能够实际探测太阳系内某些过程的最佳系统之一。”

它也为天文学家提供了一个研究早期行星形成的新机会，因为它可以作为银河系中新生太阳系的替代品。

上述研究成果于7月16日发表在《自然》（Nature）期刊上。