科学家在两颗新生系外行星中看到“太阳系雏形”,揭示恒星周围行星的形成过程

“这是我们迄今为止最接近了解自身起源的一次观测。”有研究人员这样评价一项最新发现——天文学家在一颗遥远的年轻恒星周围,直接看到了行星正在形成的过程,这一系统为我们理解太阳系在数十亿年前的诞生提供了难得的窗口。

这颗恒星被命名为WISPIT 2,距离地球大约437光年,年龄约为540万年。从宇宙尺度来看,它仍处在“婴儿期”。相比之下,我们熟悉的太阳已经存在了约46亿年,属于一颗相当“成熟”的恒星。也正因为如此,WISPIT 2所处的阶段,恰好对应着太阳系早期形成的关键时期。

围绕这颗年轻恒星的,是一圈呈甜甜圈状分布的气体和尘埃,这种结构被称为原行星盘。正是在这样的环境中,尘埃逐渐聚集、碰撞并演化,最终形成行星。如今,科学家已经在这个盘中确认了两颗正在形成的行星,分别被命名为WISPIT 2b和WISPIT 2c。而更令人期待的是,盘中还存在一些结构特征,暗示着可能还有更多行星正在孕育之中,只是尚未被直接观测到。

从目前的观测结果来看,这一系统极具研究价值。此前,科学界虽然也曾观测到类似的“行星诞生现场”,但能够同时清晰看到多颗行星在同一原行星盘中形成的案例非常少见。与之相比,另一个曾被广泛研究的系统,其盘结构相对简单,也缺乏明显的间隙与环状特征。而WISPIT 2周围的盘则呈现出更复杂的形态,其中的空隙和环带,很可能正是行星在形成过程中“开辟”出来的轨迹。

这些结构就像是行星成长留下的“痕迹”。当新生行星在围绕恒星运行时,其引力会不断从周围的气体和尘埃中吸积物质,同时也会在盘中扫出一道道沟槽。科学家正是通过这些细微的变化,判断出隐藏在其中的行星存在,并推测它们的质量和轨道位置。

在已确认的两颗行星中,WISPIT 2b是最早被发现的一颗。它的质量大约是木星的五倍,距离母星非常遥远,相当于地球到太阳距离的约60倍。随后,研究人员在更靠近恒星的位置发现了另一颗行星WISPIT 2c,它与恒星之间的距离大约是地球到太阳距离的15倍,也就是说,它比WISPIT 2b更“贴近”母星。

为了确认这颗新行星的存在,研究人员借助多种高精度观测手段,对其进行了持续跟踪,并最终获取了清晰的成像数据。这不仅证明了它确实是一颗正在形成的行星,也让人们得以直接观察其在原行星盘中的位置和影响范围。

进一步分析显示,这两颗行星在各自轨道上都“刻画”出了明显的痕迹。它们通过引力作用不断吸收周围物质,在盘中形成了可被观测到的间隙和带状结构。这种现象不仅说明它们仍在成长,也为科学家提供了研究行星形成过程的重要依据。

与此同时,研究团队还注意到,在更远的区域存在一个相对隐约的空隙。这一特征被认为可能是第三颗尚未被直接观测到的行星留下的迹象。根据空隙的宽度和深度推测,这颗潜在行星的质量可能接近土星。未来,随着观测设备性能的进一步提升,人们有望对这一猜想进行验证。

从整体来看,WISPIT 2系统就像一个正在“施工”的行星工地。不同阶段的行星在同一片原行星盘中同时演化,使科学家能够在一个系统内观察到多种形成过程。这种机会极为难得,因为在大多数情况下,当我们能够清晰观测到一个行星系统时,它往往已经完成了主要结构的构建。

也正因为如此,这一发现被视为理解太阳系早期历史的重要线索。通过对这些年轻系统的研究,人们可以反向推测出数十亿年前太阳周围曾发生过怎样的变化——从尘埃聚集到行星成型,从混乱无序到逐渐稳定。

可以说,这样的观测不仅是在研究遥远的恒星系统,更是在追溯我们自身的起源。当我们试图回答“太阳系是如何形成的”这一问题时,像WISPIT 2这样的系统,正提供着越来越清晰的答案。

本文译自:space(编译 / 整理:olaola

封面图片:unsplash/BoliviaInteligente