瑞典天文學家利用韋伯太空望遠鏡（JWST）在一個充滿輻射的嚴酷恆星形成區域中，發現一個行星形成盤，其特點是缺乏水卻富含二氧化碳。這項新發現顛覆了傳統的行星生成理論，有望為深入了解星系的形成機制帶來線索。
擁有近150年歷史的瑞典斯德哥爾摩大學（Stockholm University）的研究團隊，在一個XUE 10恆星系統中，發現其行星形成盤裏面的二氧化碳含量異常高，但缺乏水分。這項新發現直接挑戰了，傳統關於行星誕生地的化學成份假設。
此突破性發現來自「極端紫外線環境」（XUE）合作計劃，該計劃旨在專注研究強輻射場如何影響行星盤的化學成份。目前該研究成果於9月1日發表在《天文學與天體物理學》雜誌上。
研究團隊借助NASA的JWST望遠鏡的中紅外儀器（MIRI），以紅外線波段觀察距離地球約5,500光年的NGC 6357星雲（龍蝦星雲）。他們希望藉此從中發現過往未發覺的一些細節，以此了解行星形成的物理、化學條件。
原因是NGC 6357星雲不僅位於我們銀河系中內部，它裏面還有3個主要的年輕恆星團，以及大量熾熱、明亮的年輕大質量恆星，同時也富含眾多翻騰的塵埃、氣體雲，使其成為該研究團隊最佳的觀察對象。
這台中紅外儀器是斯德哥爾摩大學、查爾姆斯理工大學（Chalmers）的天文學家共同參與開發。主要是由一台相機和一台光譜儀組成，可以觀測波長5微米到28微米的中長波紅外線輻射。此外，它還配備了專門用於觀測系外行星的日冕儀。
他們用這台MIRI儀器觀察NGC 6357星雲內部一顆新形成的恆星XUE 10。這顆恆星周圍的行星形成盤，暴露在外部遠紫外線（FUV）輻射下，其輻射強度是太陽附近行星的1,000倍左右。
不過，研究人員驚訝的發現，原本預期富含冰水「鵝卵石」行星形成盤卻沒有水份，反而富含大量的二氧化碳。該檢測結果讓他們感到困惑和奇怪。
原因是傳統的行星形成模型認為，那些富含冰水的「鵝卵石」、隕石、其它小型天體，從寒冷的行星形成盤外部漂移到較溫暖的內部區域時，就會因為高溫使冰水出現昇華，導致整個行星形成盤內部區域出現強烈的水蒸氣特徵。
另外，研究人員還從JWST數據中，清晰檢測到稀有的二氧化碳同位素變體，這些變體富含碳-13（正常為碳-12）或同位素氧-17和氧-18（正常為氧-16），但該區域卻未檢測到氫氧根、乙炔、氰化氫等相關物質。
他們推測，MIRI儀器從XUE 10上檢測的光譜數據或許能解釋，原本的水分子在受到強紫外線照射後出現解離作用，才導致原本的水逐漸轉變為二氧化碳。
研究團隊表示，這些同位素變體還可能為長期以來關於隕石、彗星中發現的異常同位素指紋（太陽系形成的遺蹟）問題，提供一些重要的線索。未來他們會繼續更多研究工作，以了解這些中等質量恆星的行星形成盤。
這些天文學家認為，強烈的FUV會讓「行星形成盤」出現擴散的現象。原因是FUV引起的「光蒸發現象」會使得大顆粒塵埃快速向內漂移，而小顆粒塵埃則可能會因光蒸發產生的風，出現消耗或蒸發殆盡的情況。這些氣體和塵埃的消耗，可能會改變岩石、氣體行星的組合型態。
斯德哥爾摩大學天文系博士生珍妮·弗雷迪亞尼（Jenny Frediani）對該校的新聞室表示，「大多數附近的行星形成盤內部區域，都以水蒸氣為主，但這個盤卻出奇地富含二氧化碳。事實上，這個系統中的水非常稀缺，基本無法檢測到。這個結果與我們過去觀察到的情況，形成了鮮明的對比。」
弗雷迪亞尼解釋道，「這對當前行星形成盤的化學，與演化模型提出了挑戰。因為標準的行星形成盤演化理論大多以水為基礎，但較高的二氧化碳濃度已經無法用此理論來解釋。」
斯德哥爾摩大學天文系研究員阿爾揚·比克（Arjan Bik）則補充，「該結果出乎我們意料之外，這也表明無論是來自主恆星還是鄰近的大質量恆星，其強烈的紫外線輻射都可能會重塑行星形成盤的化學成份。」
XUE合作計劃的負責人、海德堡馬克斯普朗克天文研究所（Heidelberg Max Planck Institute for Astronomy）的瑪麗亞-克勞蒂亞·拉米雷斯-坦努斯（Maria-Claudia Ramirez-Tannus）表示這是一個令人興奮的發現。
她說，「它揭示了極端輻射環境（在大質量恆星形成區域很常見）如何改變行星的構成要素。由於大多數恆星，甚至可能是大多數行星，都是在這樣的區域形成的。因此了解這些影響，對於掌握行星大氣的多樣性以及其宜居潛力，就顯得至關重要。」#
----------------------
【新】📊 每周財經解碼
https://tinyurl.com/2asy8m4p
🔑 談股論金
https://tinyurl.com/yc3uda7e
----------------------
【不忘初衷 延續真相】
📰周末版實體報銷售點👇🏻
http://epochtimeshk.org/stores
