宇宙深處傳來(lái)一張前所未有的照片——科學(xué)家們第一次直接拍攝到一顆嬰兒行星正在年輕恒星的塵埃環(huán)中逐漸成形的過程。這就像目睹了一場(chǎng)宇宙級(jí)別的分娩。

一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)利用頂尖的自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)，捕捉到熾熱的氫氣如同瀑布般傾瀉到這顆初生行星表面的瞬間。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)終結(jié)了天文學(xué)界長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的爭(zhēng)論。

這顆新生行星位于其宿主星周圍的多環(huán)塵埃氣體盤中的一個(gè)清晰空隙內(nèi)。由亞利桑那大學(xué)天文學(xué)家萊爾德?克洛斯和荷蘭萊頓天文臺(tái)研究生里歇爾?范?卡佩爾文帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，動(dòng)用了全球最先進(jìn)的天文觀測(cè)設(shè)備，包括位于智利的麥哲倫望遠(yuǎn)鏡上的MagAO-X系統(tǒng)、亞利桑那的大型雙筒望遠(yuǎn)鏡，以及歐洲南方天文臺(tái)的超大型望遠(yuǎn)鏡。

過去天文學(xué)家研究了大量類似的行星形成盤，許多都顯示出環(huán)狀空隙，暗示有行星正在其中清理路徑，就像鏟雪車推開積雪那樣。但在此之前，只有三顆原行星被直接觀測(cè)到，而且都靠近恒星附近。從沒有人能夠證實(shí)那些黑暗清晰的空隙中確實(shí)存在行星。

克洛斯教授表示：“無(wú)數(shù)理論論文都討論過這些空隙是由原行星造成的，但直到今天才找到確鑿證據(jù)?！彼Q這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)“意義重大”，因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)找不到該存在的行星，使得許多科學(xué)家開始懷疑其他解釋。

大約45億年前，我們的太陽(yáng)系也是從這樣的塵埃盤開始形成的。塵粒聚集成塊，吸收周圍氣體，逐漸形成最初的原行星。為了解開這個(gè)過程的奧秘，天文學(xué)家將目光投向了其他仍處于嬰兒期的行星系統(tǒng)。

研究團(tuán)隊(duì)利用MagAO-X系統(tǒng)，專門設(shè)計(jì)來(lái)探測(cè)落到年輕原行星上的氫氣。他們調(diào)查了所有帶有空隙的星盤，尋找一種特定的可見光發(fā)射——?dú)浒柗ü猓℉-alpha）。

克洛斯解釋：“行星形成和成長(zhǎng)過程中，會(huì)從周圍環(huán)境吸取氫氣。當(dāng)這些氣體像宇宙瀑布一樣撞擊行星表面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生極熱的等離子體，并發(fā)出特定的H-alpha光信號(hào)。這就是我們探測(cè)到它們的方式?！?/p>

團(tuán)隊(duì)將目光投向WISPIT-2系統(tǒng)，這是范?卡佩爾文最近使用VLT發(fā)現(xiàn)的星盤。在H-alpha光波段下觀察時(shí)，他們獲得了重大發(fā)現(xiàn)——在恒星周圍原行星盤的兩個(gè)環(huán)之間的空隙中，出現(xiàn)了一個(gè)光點(diǎn)。此外，團(tuán)隊(duì)還在恒星和塵埃氣體盤內(nèi)緣之間的“空腔”中觀測(cè)到了第二顆候選行星。

“一旦我們啟動(dòng)自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，這顆行星就直接跳進(jìn)了我們的視線，”克洛斯說道，他稱這是自己職業(yè)生涯中最重要的發(fā)現(xiàn)之一，“整合兩小時(shí)的圖像后，它就那樣突然出現(xiàn)了?！?/p>

被命名為WISPIT2b的這顆行星，是正在吸積物質(zhì)的原行星的罕見實(shí)例。其宿主星WISPIT2與太陽(yáng)相似，質(zhì)量相當(dāng)。內(nèi)側(cè)候選行星CC1質(zhì)量約為木星的九倍，而外側(cè)的WISPIT2b質(zhì)量約為木星的五倍。

參與研究的亞利桑那大學(xué)研究生加布里埃爾?韋布爾表示：“這有點(diǎn)像木星和土星在比現(xiàn)在年輕5000倍時(shí)的樣子。WISPIT-2系統(tǒng)中的行星質(zhì)量大約是我們氣態(tài)巨行星的十倍，而且分布更分散。但整體外觀可能與45億年前我們太陽(yáng)系的‘嬰兒照’相差無(wú)幾?！?/p>

克洛斯補(bǔ)充道：“圍繞WISPIT2很可能存在兩顆行星、四個(gè)環(huán)和四個(gè)空隙。這真是個(gè)驚人的系統(tǒng)?！?/p>

據(jù)估算，CC1可能位于14-15天文單位處（1天文單位等于太陽(yáng)與地球的平均距離），如果在我們太陽(yáng)系中，這個(gè)位置大約在土星和天王星之間。而carvingout空隙的WISPIT-2b則更遠(yuǎn)，約56天文單位，在我們太陽(yáng)系中會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出海王星軌道，接近柯伊伯帶外緣。

范?卡佩爾文同時(shí)指出：“要在行星短暫的青年期看到它們，天文學(xué)家必須找到年輕的盤系統(tǒng)，這非常困難。因?yàn)橹挥性谶@個(gè)時(shí)期，它們才足夠明亮可被探測(cè)到。如果WISPIT-2系統(tǒng)像我們太陽(yáng)系這么古老，即使用同樣技術(shù)觀察，也會(huì)一無(wú)所獲。一切都會(huì)變得太冷太暗?！?/p>

這項(xiàng)研究不僅讓我們窺見了行星誕生的瞬間，也為理解太陽(yáng)系早期形成過程提供了重要參考。宇宙的產(chǎn)房終于向人類敞開了大門，讓我們得以一窺行星誕生的神秘過程。