新發現正在挑戰經典行星形成理論

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原作：Robert Schreiber

翻譯：張雨荷

編排：喻思敏

后臺：李子琦

https://www.spacedaily.com/reports/Carbon_dioxide_rich_planet_forming_disk_discovered_with_JWST_overturns_expectations_999.html

一支由斯德哥爾摩大學領導的科研團隊發現了一顆年輕恒星，其周圍環繞著一個異乎尋常的以二氧化碳為主的圓盤，這與目前的行星形成理論相悖。研究人員利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）的MIRI儀器發現，該圓盤中幾乎不存在水蒸氣，而二氧化碳則在未來可能孕育類地行星的區域大量存在。

論文第一作者、斯德哥爾摩大學天文學系博士生珍妮·弗雷迪亞尼（Jenny Frediani）表示：“與多數鄰近的行星形成盤不同，那些盤的內部區域主要由水蒸氣構成，而這個行星形成盤卻令人驚訝地富含二氧化碳。事實上，這個系統中的水少到幾乎無法探測到，與我們通常觀測到的情況形成了鮮明對比。”

通常情況下，模型預測從盤外緣漂移向內的冰礫會蒸發，從而產生強烈的水汽特征。但該系統反常的化學組成表明：恒星本身，或附近大質量恒星發出的強烈紫外輻射，正在重塑這個盤的化學結構。

斯德哥爾摩大學研究員阿爾揚·比克（Arjan Bik）指出：“行星形成區二氧化碳含量如此之高是意想不到的。這提示我們，強烈的紫外輻射（無論是來自這個恒星還是鄰近的大質量恒星）可能正在重塑行星盤的化學成分。

研究團隊還探測到了二氧化碳的同位素變體，包括富含碳-13以及氧同位素氧-17和氧-18。這些同位素可能有助于解釋早期太陽系中彗星與隕石所展現出的反常同位素模式。

該行星盤位于NGC 6357星云內，這是一個巨大的恒星形成區域，距離我們約1.7千秒差距（53萬億公里）。這項科研工作是“極端紫外環境”（XUE）合作項目的一部分，這一項目主要研究極端輻射如何改變行星形成物質。

馬克斯·普朗克天文研究所XUE項目負責人瑪麗亞-克勞迪婭·拉米雷斯-坦努斯（Maria-Claudia Ramirez-Tannus）強調了該項目的廣泛影響：“它揭示了極端輻射環境（在大質量恒星形成區域很常見）如何改變行星的構成要素。由于大多數恒星，甚至可能是大多數行星，都形成于這樣的區域，因此理解這些效應對于認識行星大氣的多樣性和潛在宜居性至關重要。”

JWST 的紅外靈敏度使團隊能夠詳細探測塵埃籠罩的行星形成盤。通過對比強輻射環境和相對安靜的恒星形成區，天文學家希望進一步揭示局部環境如何驅動行星系統的多樣性。斯德哥爾摩大學和查爾姆斯理工大學的研究人員在開發用于這項研究的 MIRI 相機和光譜儀方面發揮了關鍵作用。

責任編輯：陳瑋菁

牧夫新媒體編輯部

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