首次窥见新太阳系起源，地球如何从尘埃中诞生？

想象一下，你正凝视着时间的长河，回溯到46亿年前，那时我们的太阳还只是一个婴儿般的原恒星，周围的尘埃和气体开始悄然凝聚，形成地球、木星等行星的种子。现在，这个遥远的过去不再是推测——国际天文学家团队利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）和詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），首次捕捉到类似过程的即时画面：在距离地球1300光年的原恒星HOPS-315周围，热矿物正从气体状态凝固成固体，这是行星形成的最初一刻。▲这项发现于2025年7月发表在《自然》杂志上，不仅标志着人类首次观测到太阳系外行星系统的婴儿期，还为我们解读自身起源提供了珍贵的活样本。

●原恒星的摇篮：HOPS-315的诞生秘境

HOPS-315是一个典型的原恒星，相当于太阳系形成初期的太阳婴儿。位于一个名为猎户座的恒星形成区，距离我们约1370光年。作为一个年轻的恒星胚胎，它被一层厚厚的尘埃和气体包围，这些物质像一个巨大的茧，孕育着未来的行星系统。围绕原恒星的圆盘——称为「原行星盘」，是行星诞生的温床，这里气体和尘埃在高温高压下发生化学反应，形成固体颗粒，最终积聚成行星。

以往，天文学家观测到的原行星盘大多已进入后期阶段，甚至已形成木星般的巨行星。但正如荷兰莱顿大学的Melissa McClure教授所说：「我们一直知道，行星的首批固体组成部分——即『微行星体』——必须在更早的阶段形成。」这次发现填补了这个空白：团队观测到硅单氧化物（SiO）从气体转为固体晶体矿物的过程。这些矿物能在极端高温下凝结，正是行星形成的起点。

美国普渡大学的Merel van 't Hoff教授将这一发现比作「太阳系婴儿的照片」：「我们看到的系统，就像我们的太阳系刚刚开始形成时的模样。」这不仅仅是比喻——HOPS-315的化学组成和环境与早期太阳系高度相似，提供了一个绝佳的模拟实验室，让我们「重现」自家起源的故事。

▲HOPS-315，由智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）拍摄的图像，橙色代表从中央恒星吹出的二氧化碳气体，蓝色代表硅单氧化物。

●双剑合璧：ALMA与JWST的观测奇观

这项突破得益于两大天文利器的联手。詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），作为美国、欧洲和加拿大太空机构的联合项目，首先捕捉到这些热矿物的信号。它以红外光谱探测到SiO的特征谱线，显示这些矿物正从气体凝固成固体晶体——温度高达数千摄氏度，类似于熔岩冷却成岩石的过程。

为了精确定位信号来源，团队转向ALMA——位于智利阿塔卡马沙漠的毫米波阵列，由欧洲南方天文台（ESO）与其他国际伙伴共同运营。▲ALMA的图像显示，在HOPS-315周围，不仅有橙色的二氧化碳气体以蝴蝶状风形式喷出，还有蓝色的SiO气体形成狭窄喷流。这些风和喷流是原恒星常见的特征，帮助清除多余物质，确保圆盘稳定。

▲更关键的是，ALMA确认了SiO气体盘的存在，并显示正在凝结成固体硅酸盐。这些信号源于圆盘的一个小区域，相当于太阳系小行星带的轨道位置。美国密歇根大学的Edwin Bergin教授强调：「这一过程从未在原行星盘中被观测到，甚至在观测太阳系外任何地方都未见过。」莱顿大学博士后Logan Francis补充道：「我们在这里看到的矿物，与太阳系小行星中的相同，位置也一致。」

这些观测数据严谨地揭示了行星形成的动态：高温气体冷却，分子结合成晶体，然后这些晶体粘合，形成公里级大小的微行星体，最终演变为行星核心。这与太阳系古陨石的证据吻合——那些陨石中富含SiO晶体矿物，被视为太阳系形成的「零时刻」标记。通过年龄测定，这些陨石告诉我们，太阳系诞生的钟摆从这些凝固开始摆动。

▲这张由欧洲南方天文台于2025年7月15日提供的图像，展示了从婴儿恒星HOPS-315喷出的硅单氧化物射流。

●回溯起源：地球如何从尘埃中诞生

为什么这一发现如此激动人心？它不只是一个遥远系统的快照，而是我们自身历史的回音。HOPS-315系统就像一面镜子，映照出太阳系的婴儿时代：相同的化学过程，相同的温度梯度，甚至相同的矿物凝固位置。这让我们能更精确地模拟早期太阳系的演化，解答诸如「地球如何从尘埃中诞生」的问题。

正如van 't Hoff教授所说：「这个系统是我们已知的最佳样本，能探测发生在太阳系中的某些过程。」它提供了一个替代品，用于研究银河系中无数新生太阳系的形成机制。ESO的欧洲ALMA项目经理Elizabeth Humphreys（未参与研究）赞叹道：「这项研究令人印象深刻，揭示了行星形成的极早期阶段。它表明HOPS-315可用于理解我们自己的起源，并突显JWST与ALMA联合探索原行星盘的强大力量。」

从更广阔的视角，这项发现挑战了我们对行星形成的认知。以往模型假设凝固过程发生在恒星形成后不久，但现在我们有直接证据支持。更重要的是，它暗示银河系中类似过程普遍存在，或许数以亿计的行星系统正处于这一婴儿期。未来，随着JWST和ALMA的持续观测，我们可能捕捉更多这样的瞬间，绘制出宇宙行星诞生的完整图谱。

这项研究不仅是技术胜利，更是人类好奇心的胜利。它提醒我们，宇宙像一本打开的日记，每一页都记录着生命的潜在起源。从HOPS-315的尘埃中，我们看到了自己的影子——一个从混沌中崛起的行星世界。就像探险家在遥远的冰川中发现古老的足迹，这场天文之旅让我们更接近解答永恒的疑问：我们从哪里来，又将去向何方？

关键信息索引

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