比太陽系直徑大40倍，哈勃發現最大原行星盤，或將誕生上千顆行星

2025年底，美國哈佛—史密森尼天體物理中心的天文學家借助NASA哈勃空間望遠鏡，首次觀測到迄今最大的原行星盤IRAS 23077+6707，相關成果于12月下旬發表在《天體物理學雜志》上。

這個距地球約1000光年的“行星搖籃”，橫跨約6400億公里（相當于太陽系直徑的40倍），質量達木星的10-30倍，從地球視角看，它的形狀如同“漢堡包”，且呈現出罕見的混亂與不對稱結構，這一現象為探索極端環境下的行星形成提供了關鍵線索。

顛覆認知的“宇宙大漢堡”：不只是大，更“叛逆”

提到原行星盤，人們常聯想到“規整的光盤”——圍繞年輕恒星旋轉的氣體塵埃盤，安靜孕育行星。但IRAS 23077+6707完全打破了這一印象，它不僅是“體型冠軍”，更是個充滿“叛逆感”的特殊存在。

從外觀來看，它像被宇宙“側放”的漢堡：中間暗黑色的“肉餅”是致密塵埃帶，遮擋了中心恒星的光芒（天文學家推測中心可能是一顆大質量恒星或一對雙星），上下層發光的“面包”則是被恒星能量照亮的氣體塵埃。

但這個“漢堡”的細節遠比想象中狂野：哈勃在可見光下捕捉到它的物質絲狀結構能延伸到盤面外很遠的地方，且只出現在一側，另一側卻是銳利的“一刀切”邊緣，這種不對稱在已知原行星盤中極為罕見。

天文學家給這個巨大的原行星盤取了個有趣的昵稱“德古拉的奇維托”：“德古拉”對應團隊中一位來自特蘭西瓦尼亞（德古拉傳說發源地）的研究者，“奇維托”則是另一位烏拉圭研究者家鄉的國菜三明治，既貼合它“漢堡”的外形，也讓這個遙遠的宇宙天體多了幾分煙火氣。

研究團隊分析，這種“單側瘋狂”可能源于兩種情況：要么是近期有外部氣體塵埃涌入，像給這個盤“強行加餐”，打亂了原有平衡；要么是它正與周圍宇宙環境“碰撞互動”，比如穿過星際云時被“刮掉”了一側物質。但無論哪種可能，都說明行星誕生的環境并非此前認為的“溫和有序”，反而可能充滿動蕩。

更關鍵的是它的“家底”——質量相當于10-30顆木星。要知道，太陽系早期的原行星盤質量產生過數百顆行星，后通過兼并等形式形成了八大行星（地球質量約為木星的1/318），雖然太陽系行星盤形成時的物質要比這八大行星的物質多很多，但也不至于會多到木星的10~30倍，因為八大行星的物質加起來還不到木星的1.4倍，因此有天文學家認為太陽系早期星盤的物質量應該在目前這樣的3倍左右，而這個原始行星盤相當于木星10~30倍質量的物質足以堆出“多顆氣態巨行星+無數巖質行星”的組合，而且范圍大到太陽系直徑的40倍，其中產生的行星或可多到1000顆以上，甚至會有數千顆。

行星數量推測：為何說可能超過1000顆？

而要判斷這個原行星盤能產生多少行星，得先搞懂“行星是怎么長大的”。簡單來說，原行星盤里的塵埃顆粒會先像“滾雪球”一樣碰撞結合，形成千米級的“星子”，星子再通過引力吸積周圍物質，最終長成行星。這個過程中，盤的質量、大小和物質分布，直接決定了能“滾出”多少顆行星。

先看太陽系的參照：根據天文學家對太陽系早期的模擬，最初的原行星盤里可能形成了數百顆“候選行星”，但由于軌道重疊、引力碰撞，大部分行星要么合并成更大的天體（如今的八大行星皆為其他行星合并形成），要么被太陽引力吸引而墜入太陽之中，要么被木星、土星等巨行星“甩”出太陽系，最終只剩下八大行星和矮行星。

而IRAS 23077+6707的條件，比太陽系早期“優越”太多：從質量來看，它的物質總量是木星的10-30倍，若按太陽系“用約0.1倍木星質量形成八大行星”的效率計算（實際效率更低，大部分物質被恒星吸積或吹散），僅按最低10倍木星質量算，理論上能支撐數百顆行星的形成；若按30倍木星質量，基礎“原材料”足以讓行星數量翻倍。

從大小來看，它的直徑是太陽系的40倍，意味著有更廣闊的“生長空間”。太陽系的行星主要集中在海王星軌道內（約30天文單位），而這個盤的范圍能延伸到“相當于柯伊伯帶外側”的區域，足夠劃分出更多獨立的“行星軌道區”——就像一個40倍大的操場，能容納的“運動員”（行星）數量，自然比小操場多得多。

再考慮物質分布：哈勃圖像顯示，這個盤里有密集的塵埃帶和絲狀結構，這些都是星子形成的“溫床”。而且它的不對稱結構可能帶來“局部物質富集”——比如有絲狀結構的一側，塵埃顆粒更容易碰撞結合，可能形成更多星子；即使后續發生合并、碰撞，龐大的物質基數也能保證最終留存的行星數量。

天文學家推測它可能形成1000顆以上行星，并非憑空猜測：一方面是基于“質量-行星數量”的理論模型，另一方面參考了其他原行星盤的觀測案例——比如HL Tau原行星盤（直徑約太陽系的2倍），已發現至少3顆巨行星正在形成，而IRAS 23077+6707的規模是HL Tau的20倍，行星數量自然可能成量級增長。當然，最終實際數量會減少，因為部分行星會合并或被拋出，但即使打個“對折”，也可能有數百顆行星留存，遠超太陽系。

不只是“數量多”：這個盤為何能改寫行星形成理論？

對天文學家來說，IRAS 23077+6707的價值，遠不止“最大原行星盤”的頭銜，更在于它顛覆了人們對行星形成環境的認知，解答了此前的多個“宇宙謎題”。

首先，它證明了極端環境下也能形成行星。此前天文學家認為，只有像太陽系這樣“大小適中、物質均勻”的原行星盤，才能穩定孕育行星；而過大、過于混亂的盤，可能因為物質分散、引力不穩定，無法形成完整的行星。

但這個盤不僅巨大，還充滿湍流和不對稱，卻依然展現出“活躍的行星形成跡象”——比如絲狀結構中的塵埃聚集，說明即使在極端條件下，“滾雪球”的過程依然能啟動。這意味著，宇宙中可能存在大量“超大型行星系統”，此前未被發現，只是因為它們太遙遠、太暗弱。

其次，它為研究“氣態巨行星的形成”提供了絕佳樣本。氣態巨行星（如木星、土星）的形成，需要在“冰線”外側（溫度低，能保留水冰、氨等揮發物）有足夠多的物質快速聚集，形成“巖石核心”后，再吸積氣體。

IRAS 23077+6707的質量大、范圍廣，“冰線”外側的物質極其豐富，可能在短時間內形成多顆氣態巨行星——這能幫助天文學家理解“為何有些恒星系統里有多顆巨行星”，而太陽系只有兩顆。

這個巨大的原行星盤讓我們更接近“太陽系起源”的真相。這個盤被稱為早期太陽系的“放大版”，它的混亂狀態，可能正是太陽系早期的縮影——我們的太陽系最初可能也經歷過“物質涌入”“環境碰撞”，只是隨著時間推移，逐漸變得規整。通過觀測這個盤的演化，天文學家能“倒推”太陽系早期的樣子，比如地球的水是否來自原行星盤的冰粒，木星是否曾“遷移”過軌道等。

未來可期：韋伯望遠鏡將揭開更多秘密

哈勃的觀測只是開始，接下來，NASA的詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）將對IRAS 23077+6707進行更深入的觀測。韋伯望遠鏡擅長探測紅外光，能穿透塵埃盤的“外層迷霧”，看到更靠近中心恒星的區域——比如是否有正在形成的行星核心，盤里的有機分子（如甲烷、水冰）分布如何，這些都是判斷行星數量和類型的關鍵。

如果韋伯能在這個盤里發現哪怕十幾顆正在形成的行星，就能為“1000顆行星”的推測提供直接證據；即使暫時沒發現，它也能通過分析塵埃顆粒的大小、密度，進一步優化行星形成模型。此外，地面的ALMA望遠鏡（毫米波陣列）也將配合觀測，捕捉盤的動力學變化——比如物質如何圍繞恒星旋轉，是否有行星引力造成的“軌道間隙”。

對普通人來說，這個遙遠的“宇宙漢堡”不僅是一個天文發現，更讓我們意識到：宇宙中的行星系統，遠比我們想象的更多樣、更神奇。我們的太陽系只是“宇宙行星家族”中的普通一員，而IRAS 23077+6707這樣的“超級搖籃”，可能正孕育著無數個“地球”或“木星”，等待未來人類去探索。

消息來源：《科技日報》12月29日報道《哈勃望遠鏡觀測到最大原行星盤》