詹姆斯·韦布空间望远镜揭示了极端环境下行星形成的秘密。
近日,天文学家利用詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST),对银河系中一个辐射极为强烈的恒星形成区域进行了深入观测,结果令人惊讶:即使在这样恶劣的环境中,类似于地球的宜居行星也可能正在形成。
这一发现挑战了此前的天文学认知。长期以来,天文学家普遍认为,强烈的紫外辐射会破坏行星形成的条件。然而,此次观测却发现,即使在紫外辐射极强的环境中,原行星盘——即行星诞生的摇篮——仍然可以存活并继续演化。
研究团队聚焦于一个名为XUE 1的原行星盘,对其尺寸、质量、温度和化学成分进行了详细研究。他们发现,XUE 1所处的紫外辐射环境远超太阳系所经历的任何辐射水平。然而,即便如此,XUE 1中仍然检测到了水的存在,这是宜居行星的关键成分之一。
JWST在此次观测中发挥了关键作用。其高灵敏度和高分辨率使得天文学家能够观测到数千光年外的微弱原行星盘。研究团队利用JWST的中红外仪器(MIRI),结合其他望远镜的数据,对XUE 1进行了深入研究。
为了解释观测结果,研究团队首次构建了一个热化学计算模型。该模型模拟了XUE 1原行星盘中光、热和化学反应的相互作用,从而揭示了盘中的重要特性,包括温度、密度和化学组成。模型显示,XUE 1是一个紧凑且被截断的原行星盘,强烈的紫外辐射显著改变了其中气体的温度和化学反应过程。
更有趣的是,模型还发现,XUE 1的内部区域——即可能形成岩石类宜居行星的区域——似乎受到了外部紫外辐射的屏蔽。这意味着,尽管外部区域受到了强烈辐射的影响,但内部区域却相对安全,为行星的形成提供了有利条件。
这一发现不仅扩大了宜居世界可能存在的环境范围,也为我们揭示了银河系中多样恒星诞生地的珍贵信息。研究团队表示,通过研究更多此类区域,尤其是那些暴露在强烈紫外辐射下的区域,我们可以更好地理解极端环境对行星盘的影响。
艺术家还绘制了一幅系外行星及其恶劣大气的想象图,展示了这些神秘天体可能的面貌。这幅图像不仅令人震撼,也激发了我们对宇宙奥秘的好奇心。
研究团队还强调了热化学模型在行星形成研究中的重要性。这些模型可以帮助我们深入探索行星形成的细节,包括可用于行星形成的物质数量等关键信息。这对于理解像太阳系这样的行星系统是如何形成的至关重要。
尽管XUE 1目前仍是一个研究较少的目标,有限的数据使得其原行星盘的模型难以完善,但此次观测已经为我们揭示了极端环境下行星形成的可能性。随着未来更多数据的积累和研究的深入,我们有望对这一领域有更全面的认识。
最后,研究团队表示,他们将继续利用JWST等先进望远镜对更多类似区域进行观测,以期发现更多关于行星形成的秘密。这些研究不仅将推动天文学的发展,也将为我们寻找外星生命提供重要线索。