比太阳系直径大40倍，哈勃发现最大原行星盘，或将诞生上千颗行星

2025年底，美国哈佛—史密森尼天体物理中心的天文学家借助NASA哈勃空间望远镜，首次观测到迄今最大的原行星盘IRAS 23077+6707，相关成果于12月下旬发表在《天体物理学杂志》上。

这个距地球约1000光年的“行星摇篮”，横跨约6400亿公里（相当于太阳系直径的40倍），质量达木星的10-30倍，从地球视角看，它的形状如同“汉堡包”，且呈现出罕见的混乱与不对称结构，这一现象为探索极端环境下的行星形成提供了关键线索。

颠覆认知的“宇宙大汉堡”：不只是大，更“叛逆”

提到原行星盘，人们常联想到“规整的光盘”——围绕年轻恒星旋转的气体尘埃盘，安静孕育行星。但IRAS 23077+6707完全打破了这一印象，它不仅是“体型冠军”，更是个充满“叛逆感”的特殊存在。

从外观来看，它像被宇宙“侧放”的汉堡：中间暗黑色的“肉饼”是致密尘埃带，遮挡了中心恒星的光芒（天文学家推测中心可能是一颗大质量恒星或一对双星），上下层发光的“面包”则是被恒星能量照亮的气体尘埃。

但这个“汉堡”的细节远比想象中狂野：哈勃在可见光下捕捉到它的物质丝状结构能延伸到盘面外很远的地方，且只出现在一侧，另一侧却是锐利的“一刀切”边缘，这种不对称在已知原行星盘中极为罕见。

天文学家给这个巨大的原行星盘取了个有趣的昵称“德古拉的奇维托”：“德古拉”对应团队中一位来自特兰西瓦尼亚（德古拉传说发源地）的研究者，“奇维托”则是另一位乌拉圭研究者家乡的国菜三明治，既贴合它“汉堡”的外形，也让这个遥远的宇宙天体多了几分烟火气。

研究团队分析，这种“单侧疯狂”可能源于两种情况：要么是近期有外部气体尘埃涌入，像给这个盘“强行加餐”，打乱了原有平衡；要么是它正与周围宇宙环境“碰撞互动”，比如穿过星际云时被“刮掉”了一侧物质。但无论哪种可能，都说明行星诞生的环境并非此前认为的“温和有序”，反而可能充满动荡。

更关键的是它的“家底”——质量相当于10-30颗木星。要知道，太阳系早期的原行星盘质量产生过数百颗行星，后通过兼并等形式形成了八大行星（地球质量约为木星的1/318），虽然太阳系行星盘形成时的物质要比这八大行星的物质多很多，但也不至于会多到木星的10~30倍，因为八大行星的物质加起来还不到木星的1.4倍，因此有天文学家认为太阳系早期星盘的物质量应该在目前这样的3倍左右，而这个原始行星盘相当于木星10~30倍质量的物质足以堆出“多颗气态巨行星+无数岩质行星”的组合，而且范围大到太阳系直径的40倍，其中产生的行星或可多到1000颗以上，甚至会有数千颗。

行星数量推测：为何说可能超过1000颗？

而要判断这个原行星盘能产生多少行星，得先搞懂“行星是怎么长大的”。简单来说，原行星盘里的尘埃颗粒会先像“滚雪球”一样碰撞结合，形成千米级的“星子”，星子再通过引力吸积周围物质，最终长成行星。这个过程中，盘的质量、大小和物质分布，直接决定了能“滚出”多少颗行星。

先看太阳系的参照：根据天文学家对太阳系早期的模拟，最初的原行星盘里可能形成了数百颗“候选行星”，但由于轨道重叠、引力碰撞，大部分行星要么合并成更大的天体（如今的八大行星皆为其他行星合并形成），要么被太阳引力吸引而坠入太阳之中，要么被木星、土星等巨行星“甩”出太阳系，最终只剩下八大行星和矮行星。

而IRAS 23077+6707的条件，比太阳系早期“优越”太多：从质量来看，它的物质总量是木星的10-30倍，若按太阳系“用约0.1倍木星质量形成八大行星”的效率计算（实际效率更低，大部分物质被恒星吸积或吹散），仅按最低10倍木星质量算，理论上能支撑数百颗行星的形成；若按30倍木星质量，基础“原材料”足以让行星数量翻倍。

从大小来看，它的直径是太阳系的40倍，意味着有更广阔的“生长空间”。太阳系的行星主要集中在海王星轨道内（约30天文单位），而这个盘的范围能延伸到“相当于柯伊伯带外侧”的区域，足够划分出更多独立的“行星轨道区”——就像一个40倍大的操场，能容纳的“运动员”（行星）数量，自然比小操场多得多。

再考虑物质分布：哈勃图像显示，这个盘里有密集的尘埃带和丝状结构，这些都是星子形成的“温床”。而且它的不对称结构可能带来“局部物质富集”——比如有丝状结构的一侧，尘埃颗粒更容易碰撞结合，可能形成更多星子；即使后续发生合并、碰撞，庞大的物质基数也能保证最终留存的行星数量。

天文学家推测它可能形成1000颗以上行星，并非凭空猜测：一方面是基于“质量-行星数量”的理论模型，另一方面参考了其他原行星盘的观测案例——比如HL Tau原行星盘（直径约太阳系的2倍），已发现至少3颗巨行星正在形成，而IRAS 23077+6707的规模是HL Tau的20倍，行星数量自然可能成量级增长。当然，最终实际数量会减少，因为部分行星会合并或被抛出，但即使打个“对折”，也可能有数百颗行星留存，远超太阳系。

不只是“数量多”：这个盘为何能改写行星形成理论？

对天文学家来说，IRAS 23077+6707的价值，远不止“最大原行星盘”的头衔，更在于它颠覆了人们对行星形成环境的认知，解答了此前的多个“宇宙谜题”。

首先，它证明了极端环境下也能形成行星。此前天文学家认为，只有像太阳系这样“大小适中、物质均匀”的原行星盘，才能稳定孕育行星；而过大、过于混乱的盘，可能因为物质分散、引力不稳定，无法形成完整的行星。

但这个盘不仅巨大，还充满湍流和不对称，却依然展现出“活跃的行星形成迹象”——比如丝状结构中的尘埃聚集，说明即使在极端条件下，“滚雪球”的过程依然能启动。这意味着，宇宙中可能存在大量“超大型行星系统”，此前未被发现，只是因为它们太遥远、太暗弱。

其次，它为研究“气态巨行星的形成”提供了绝佳样本。气态巨行星（如木星、土星）的形成，需要在“冰线”外侧（温度低，能保留水冰、氨等挥发物）有足够多的物质快速聚集，形成“岩石核心”后，再吸积气体。

IRAS 23077+6707的质量大、范围广，“冰线”外侧的物质极其丰富，可能在短时间内形成多颗气态巨行星——这能帮助天文学家理解“为何有些恒星系统里有多颗巨行星”，而太阳系只有两颗。

这个巨大的原行星盘让我们更接近“太阳系起源”的真相。这个盘被称为早期太阳系的“放大版”，它的混乱状态，可能正是太阳系早期的缩影——我们的太阳系最初可能也经历过“物质涌入”“环境碰撞”，只是随着时间推移，逐渐变得规整。通过观测这个盘的演化，天文学家能“倒推”太阳系早期的样子，比如地球的水是否来自原行星盘的冰粒，木星是否曾“迁移”过轨道等。

未来可期：韦伯望远镜将揭开更多秘密

哈勃的观测只是开始，接下来，NASA的詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）将对IRAS 23077+6707进行更深入的观测。韦伯望远镜擅长探测红外光，能穿透尘埃盘的“外层迷雾”，看到更靠近中心恒星的区域——比如是否有正在形成的行星核心，盘里的有机分子（如甲烷、水冰）分布如何，这些都是判断行星数量和类型的关键。

如果韦伯能在这个盘里发现哪怕十几颗正在形成的行星，就能为“1000颗行星”的推测提供直接证据；即使暂时没发现，它也能通过分析尘埃颗粒的大小、密度，进一步优化行星形成模型。此外，地面的ALMA望远镜（毫米波阵列）也将配合观测，捕捉盘的动力学变化——比如物质如何围绕恒星旋转，是否有行星引力造成的“轨道间隙”。

对普通人来说，这个遥远的“宇宙汉堡”不仅是一个天文发现，更让我们意识到：宇宙中的行星系统，远比我们想象的更多样、更神奇。我们的太阳系只是“宇宙行星家族”中的普通一员，而IRAS 23077+6707这样的“超级摇篮”，可能正孕育着无数个“地球”或“木星”，等待未来人类去探索。

消息来源：《科技日报》12月29日报道《哈勃望远镜观测到最大原行星盘》