北京
你可能以为，地球这样的岩石行星需要宇宙准备很久才能出现。毕竟太阳系形成于约46亿年前，而宇宙已经138亿岁，看起来行星是宇宙“中年”才有的产物。但一项来自朴次茅斯大学的新研究提出了一个反直觉的可能：建造岩石行星的原料，或许在宇宙大爆炸后仅仅1亿年就已经出现了。
这个时间早到什么程度？那时第一批星系可能都还没有完全成形。研究团队通过计算机模拟发现，在一些早期恒星周围，已经聚集了足以形成数颗地球质量行星的固体物质，甚至还有水存在的迹象。换句话说，类似地球的世界，可能比科学家过去以为的要早得多。
早期恒星爆炸，成了宇宙的“原料工厂”
要理解这件事，得先回到宇宙最早的一批恒星。它们质量极其巨大，寿命却很短暂，最终以猛烈的爆炸结束一生。这些爆炸把大量碳、氧、铁等元素抛射到周围空间。这些元素正是构成岩石行星乃至生命的关键材料，通过这样的爆炸第一次被大量播撒到宇宙中。
可以说，早期恒星用死亡为后来的行星“备料”。没有这些爆炸，宇宙里可能只有氢和氦，根本凑不齐造出一颗固态行星的材料。
朴次茅斯大学宇宙学与引力研究所的丹尼尔·惠伦博士解释，他们的新论文显示，在大爆炸后1亿年的第一批宇宙爆炸残骸中，低质量、长寿命的恒星周围就可以形成类地行星的前体。他的博士生克里斯·杰索普负责运行了模拟链条的第一部分。
一颗年轻恒星周围的“行星摇篮”
研究团队在早期宇宙的计算机模拟中，发现了一个特别值得注意的场景：一颗质量约为太阳70%的年轻恒星周围，出现了一个旋转的物质盘。这个盘的结构，和最终孕育出太阳系的那个原始盘非常相似。
随着引力把被重元素“污染”过的气体云拉拢、压缩，这些物质会围绕年轻恒星旋转，逐渐形成一个盘状结构。在这个盘里，固体颗粒可以不断碰撞、粘附、长大，最终聚集成行星胚胎。模拟显示，这个盘内积累的固体材料足够形成好几个地球质量的“行星积木”，而且它们所处的位置，与恒星的距离大致相当于地球到太阳的距离。
这意味着，不仅原料够了，连“位置”都可能合适。当然，这里说的是行星形成的前体条件，而不是已经观测到一颗具体的古老岩石行星。研究本身也使用了“可能”“也许”这样的措辞，并没有把话说死。
为什么这个发现值得认真对待
过去科学界的普遍看法是，行星形成需要相当长的宇宙演化时间。重元素要经过一代又一代恒星加工、抛射、再聚集，才能达到足以形成岩石行星的丰度。这个过程被认为需要几十亿年。因此，行星大规模出现，通常被放在宇宙历史相当靠后的阶段。
但这项研究提供了一个不同的思路：如果最早那批恒星质量足够大、爆炸足够剧烈，它们可能在极短时间内就把重元素“催熟”到可用水平。这样一来，行星形成的时间线就被大幅提前了。
惠伦博士提醒，宇宙大约有138亿年的历史，而1亿年只是其中非常短暂的一段。从这个角度看，岩石行星的原料在宇宙“婴儿期”就已经就位，确实是一件相当惊人的事。
还有哪些悬念没有解开
需要强调的是，这项研究目前基于模拟，而不是直接观测。早期宇宙距离我们极其遥远，要找到一颗130多亿年前形成的岩石行星，以现有技术几乎不可能。模拟能告诉我们“条件是否允许”，但无法证明“事情一定发生过”。
另一个未解的问题是水。模拟中虽然出现了水的迹象，但水量多少、能否稳定存在、是否会被早期强烈的辐射剥离，都还是未知数。行星原料有了，不代表宜居环境就能顺利搭建起来。
此外，早期宇宙的环境远比现在狂暴。即使岩石行星能开始形成，它们能否在频繁的超新星冲击、强烈的紫外辐射和剧烈的星系合并中存活下来，也是完全不同的课题。形成是一回事，活下来是另一回事。
所以，这项研究更像是在宇宙时间表上打了一个更早的标记：岩石行星的“可能性”出现得比想象中早。至于这个可能性有没有变成现实，还需要未来的观测和更多模拟来回答。
但至少有一点可以确定：宇宙制造行星的配方，可能从它诞生后的第一个1亿年就已经开始生效了。
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