她叫梅利莎·麥克盧爾（Melissa McClure），在美國拿到博士學(xué)位，目前在荷蘭工作。她叫雷爾·范特霍夫（Merel van't Hoff），在荷蘭拿到博士學(xué)位，目前在美國工作。她們的個人經(jīng)歷有著驚人的互補(bǔ)性，與此同時她們都是天文學(xué)家，并在最近一起攜手首次見證了一個新太陽系的誕生。

圖 | 從左到右：麥克盧爾和范特霍夫（來源：資料圖）

當(dāng)?shù)貢r間 7 月 16 日，麥克盧爾和范特霍夫以及合作者在一篇Nature論文中報告稱，他們首次“拍攝”到太陽系誕生過程，罕見地捕捉到了“嬰兒恒星”周圍行星形成的初始階段，首次精準(zhǔn)定位了太陽系外某顆恒星周圍行星開始形成的具體時刻，發(fā)現(xiàn)了一個處于形成最初階段的太陽系外行星系統(tǒng)。

圖 | 本次發(fā)表于 Nature 的相關(guān)論文（來源：Nature）

長期以來，科研界一直期盼能在其他地方找到太陽系的“嬰兒版本”，以便幫助人類了解太陽系的早期起源。而本次研究團(tuán)隊通過使用歐洲南方天文臺參與建設(shè)的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列，以及使用由美國航空航天局、歐洲航天局和加拿大國家航天局聯(lián)合研發(fā)的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡，將目光聚焦在距離地球 420 秒差距（parsec，是天文學(xué)中用來測量恒星間距離的單位）的年輕恒星 HOPS-315 上，并發(fā)現(xiàn)此時它正處于一個最激動人心的時刻：行星形成期。

也就是說，他們首次捕捉到了行星形成初始物質(zhì)的誕生過程，同時發(fā)現(xiàn)這些熾熱的礦物正處于凝固起始階段。由于本次所觀測到的系統(tǒng)，與太陽系剛剛開始形成時的樣子相似，因此研究人員將此次發(fā)現(xiàn)比作是“太陽系嬰兒時期的照片”。這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著人類首次確認(rèn)了行星系統(tǒng)形成的早期階段，并為人類了解太陽系的過去打開了一扇窗。

（來源：Nature）

前文提到的 HOPS-315 是一顆位于獵戶座的原恒星（即“嬰兒恒星”），距離人類大約 1300 光年，其特性與早期的太陽相似。研究團(tuán)隊之隨意將注意力集中在 HOPS-315 上，是因為在其周圍探測到了結(jié)晶硅酸鹽礦物，而這便是早期行星形成的明顯標(biāo)志。據(jù)介紹，此次針對 HOPS-315 恒星周圍礦物聚集過程的“零時刻”觀測，在科學(xué)史上尚屬首次。與此同時，研究團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)了一個“明確的、確鑿的”跡象，表明人類正在見證行星形成的最早期階段。

（來源：資料圖）

行星的形成過程是這樣的：在圍繞新生恒星旋轉(zhuǎn)的熾熱氣體和塵埃盤中，礦物顆粒先進(jìn)行凝結(jié)，然后聚集在一起。HOPS-315 之所以引人注目，是因為它的朝向讓人們能夠觀測到它周圍的氣體和塵埃盤。而這種景象十分罕見，因為新生恒星噴射出的氣流（即“外流”）通常會遮擋住熾熱的星盤，使其無法被觀測到，但是 HOPS-315 的星盤卻完全清晰可見。

在這些嬰兒恒星周圍，人們經(jīng)常會看到被稱為“原行星盤”的氣體和塵埃盤，它們是孕育新生行星的搖籃，而此次發(fā)現(xiàn)的新生行星系統(tǒng)正在 HOPS-315 周圍形成。研究團(tuán)隊指出，雖然人們此前已經(jīng)觀測到含有新生類木行星的質(zhì)量巨大的年輕星盤，但是他們認(rèn)為行星的第一批固態(tài)組成部分即星子必須在更早的時間以及更早的階段形成。需要說明的是，這里的星子（Planetesimal）是指行星形成過程中早期出現(xiàn)的固態(tài)小天體，也是構(gòu)建行星的“基石”。

在太陽系中，在地球目前圍繞太陽的位置附近，人們發(fā)現(xiàn)最早凝結(jié)的固體物質(zhì)被封存在古老的隕石中。如前所述，本次研究中研究團(tuán)隊通過測定這些原始巖石的形成年代，最終確定了太陽系誕生的“起始時刻”。這類隕石中富含結(jié)晶礦物，其中就包括一氧化硅。一氧化硅能在年輕行星盤所處的極高溫度環(huán)境下凝結(jié)。隨著時間的推移，這些新凝結(jié)的固態(tài)物質(zhì)會相互結(jié)合，在不斷增大體積和增加質(zhì)量的過程中，為行星的形成開啟先河。太陽系中第一批千米大小的星子，也就是后來成長為地球或木星核心等行星的物質(zhì)，正是在這些結(jié)晶礦物凝結(jié)之后形成的。

通過本次新發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊找到了一些證據(jù)，借此證明 HOPS-315 周圍的星盤中，這些熾熱的礦物正開始凝結(jié)。而一氧化硅則以氣態(tài)形式存在于嬰兒恒星周圍，同時也存在于這些結(jié)晶礦物中，這表明它才剛剛開始固化。

（來源：Nature）

一位來自國內(nèi)的天文學(xué)家告訴 DeepTech，在太陽系中，比較靠近太陽的幾個行星都叫巖石行星。而遠(yuǎn)離太陽的比如木星、土星它們的主要的成分是氫和氦這些氣體。有一些理論認(rèn)為在恒星形成的時候，靠近恒星的里圈比較熱，那么就會把一些熔點較低的、氣化點較低的氣體揮發(fā)掉。保留下來的氣體最后能夠冷凝形成一些耐高溫的物質(zhì)，比如硅和鋁等材料。同樣的，人們據(jù)此設(shè)想其他一些恒星周圍的行星可能也存在類似的過程。而本次研究團(tuán)隊觀測到了太陽系附近的一個比較年輕的恒星，并看到恒星周圍有一個盤，他們推測其中所含有的物質(zhì)類似于地球上硅之類的比較難熔的耐高溫物質(zhì)，因此這個狀態(tài)非常類似于太陽系剛剛形成時候的狀態(tài)。這樣一來，通過研究這種恒星就可以了解太陽系形成的過程。畢竟，天文學(xué)家之前雖然推測了地球以及水星、金星、火星的形成過程，但是這只是一種推測，而依托于本次成果就可以直接看到形成的過程。

如前所述，這些礦物質(zhì)最初是使用詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行識別的。為了查明信號的確切來源，研究團(tuán)隊使用阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列對該系統(tǒng)進(jìn)行了觀測。前文提及的國內(nèi)天文學(xué)家表示，對于本次觀測的恒星來說，雖然距離地球算是比較近的行星，但是這個距離依然相當(dāng)遙遠(yuǎn)。人眼看過去就像一個小點兒一樣，因此需要具備極高分辨率的望遠(yuǎn)鏡，把它中間的恒星發(fā)出來的光和它周圍的盤發(fā)出的光給區(qū)分開，只有這樣才能實現(xiàn)這種探測。

而基于這些觀測數(shù)據(jù)，本次研究團(tuán)隊最終確定：這些化學(xué)信號源自恒星周圍星盤的一個小區(qū)域，其軌道半徑與太陽系小行星帶相當(dāng)（約 2-3 天文單位）。這些礦物質(zhì)在太陽系外行星系統(tǒng)的同一位置，與天文學(xué)家在太陽系小行星中看到它們的位置相同。

基于此，HOPS-315 星系盤為研究人類自身的宇宙歷史提供了一個絕佳的類比對象。研究團(tuán)隊認(rèn)為，這個系統(tǒng)是人類所知的最佳系統(tǒng)之一，故能真實地探測太陽系中發(fā)生的一些過程。由于它可以充當(dāng)銀河系中新生太陽系的替代品，因此它還能為人們提供一個研究早期行星形成的新機(jī)會，也就是說 HOPS-315 可用于了解太陽系的形成過程。盡管人們已經(jīng)通過研究古老隕石即通過研究太陽系形成時遺留的殘骸拼湊出了太陽系的起源歷程，但是本次這種新的“動態(tài)快照”能夠提供全新的見解。

（來源：Nature）

另據(jù)悉，擔(dān)任本次論文第一作者兼通訊作者的梅利莎·麥克盧爾（Melissa McClure）是荷蘭萊頓大學(xué)的的助理教授。其本科和博士分別畢業(yè)于美國羅徹斯特大學(xué)和美國密歇根大學(xué)，此后她先后在歐洲南方天文臺以及荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)從事博士后研究。她的主要研究方向是通過觀測與建模，追蹤生命的固態(tài)構(gòu)成單元如何從其在致密分子云中的起源，逐步演化并融入原行星盤內(nèi)的星子及年輕原行星中。通過這些研究，她希望能為解答“地球是如何形成的？”以及“我們是宇宙中唯一的生命嗎？”等問題貢獻(xiàn)力量。

本次論文的另一位主要作者雷爾·范特霍夫（Merel van't Hoff）目前是美國普渡大學(xué)的助理教授。其本科畢業(yè)于荷蘭代爾夫特理工大學(xué)，碩士和博士均畢業(yè)于荷蘭萊頓大學(xué)，后在密歇根大學(xué)從事博士后研究。目前，她致力于通過結(jié)合分子譜線觀測、簡單化學(xué)建模以及輻射傳輸理論，研究那些仍被誕生它們的云團(tuán)物質(zhì)包層所包裹的年輕原恒星盤，希望借此揭示行星形成的初始條件。

未來，他們希望能夠更深入地了解 HOPS-315 系統(tǒng)，包括了解它的結(jié)構(gòu)、溫度以及可能在其內(nèi)部游動的其他分子。通過這種精細(xì)化的特征描述，他們希望可以預(yù)測該行星系統(tǒng)如何從“青少年時期”逐步發(fā)育成熟，直至進(jìn)入“成年時期”。

參考資料：

https://www.nature.com/articles/d41586-025-02245-y

https://www.universiteitleiden.nl/en/news/2025/07/for-the-first-time-astronomers-witness-the-dawn-of-a-new-solar-system

https://www.nature.com/articles/s41586-025-09163-z

https://www.universiteitleiden.nl/en/staffmembers/melissa-mcclure#tab-1

https://www.mkmcclure.com/

運(yùn)營/排版：何晨龍