新发现正在挑战经典行星形成理论

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原作：Robert Schreiber

翻译：张雨荷

编排：喻思敏

后台：李子琦

https://www.spacedaily.com/reports/Carbon_dioxide_rich_planet_forming_disk_discovered_with_JWST_overturns_expectations_999.html

一支由斯德哥尔摩大学领导的科研团队发现了一颗年轻恒星，其周围环绕着一个异乎寻常的以二氧化碳为主的圆盘，这与目前的行星形成理论相悖。研究人员利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的MIRI仪器发现，该圆盘中几乎不存在水蒸气，而二氧化碳则在未来可能孕育类地行星的区域大量存在。

论文第一作者、斯德哥尔摩大学天文学系博士生珍妮·弗雷迪亚尼（Jenny Frediani）表示：“与多数邻近的行星形成盘不同，那些盘的内部区域主要由水蒸气构成，而这个行星形成盘却令人惊讶地富含二氧化碳。事实上，这个系统中的水少到几乎无法探测到，与我们通常观测到的情况形成了鲜明对比。”

通常情况下，模型预测从盘外缘漂移向内的冰砾会蒸发，从而产生强烈的水汽特征。但该系统反常的化学组成表明：恒星本身，或附近大质量恒星发出的强烈紫外辐射，正在重塑这个盘的化学结构。

斯德哥尔摩大学研究员阿尔扬·比克（Arjan Bik）指出：“行星形成区二氧化碳含量如此之高是意想不到的。这提示我们，强烈的紫外辐射（无论是来自这个恒星还是邻近的大质量恒星）可能正在重塑行星盘的化学成分。

研究团队还探测到了二氧化碳的同位素变体，包括富含碳-13以及氧同位素氧-17和氧-18。这些同位素可能有助于解释早期太阳系中彗星与陨石所展现出的反常同位素模式。

该行星盘位于NGC 6357星云内，这是一个巨大的恒星形成区域，距离我们约1.7千秒差距（53万亿公里）。这项科研工作是“极端紫外环境”（XUE）合作项目的一部分，这一项目主要研究极端辐射如何改变行星形成物质。

马克斯·普朗克天文研究所XUE项目负责人玛丽亚-克劳迪娅·拉米雷斯-坦努斯（Maria-Claudia Ramirez-Tannus）强调了该项目的广泛影响：“它揭示了极端辐射环境（在大质量恒星形成区域很常见）如何改变行星的构成要素。由于大多数恒星，甚至可能是大多数行星，都形成于这样的区域，因此理解这些效应对于认识行星大气的多样性和潜在宜居性至关重要。”

JWST 的红外灵敏度使团队能够详细探测尘埃笼罩的行星形成盘。通过对比强辐射环境和相对安静的恒星形成区，天文学家希望进一步揭示局部环境如何驱动行星系统的多样性。斯德哥尔摩大学和查尔姆斯理工大学的研究人员在开发用于这项研究的 MIRI 相机和光谱仪方面发挥了关键作用。

责任编辑：陈玮菁

牧夫新媒体编辑部

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影像提供: J. English (U. Manitoba) & K. Gasealahwe (U. Cape Town), SARAO, MeerKAT, ThunderKAT; Science: K. Gasealahwe, K. Savard (U. Oxford) et al.;