在探索宇宙奥秘的征途中,科学家们始终对行星的起源和演化充满好奇。近年来,韦伯太空望远镜的加入,为这一领域的研究带来了前所未有的突破。
回溯至21世纪初,一组令人费解的数据引发了科学界对行星形成机制的深入探讨。那时,关于宇宙早期行星是如何诞生的,科学家们仍充满疑惑。如今,韦伯望远镜的新数据如同曙光初现,为这一谜团提供了一线解答。
行星如何演化为如今宇宙中多样化的世界,一直是科学家们亟待解决的关键问题。这不仅关乎我们自身的起源,也预示着未来可能的探索方向。最近,一个研究团队利用韦伯望远镜的观测数据,成功解开了一个困扰科学界长达20多年的谜团。
早在2003年,哈勃太空望远镜曾发现一颗据称最古老的行星,其年龄高达约130亿年。这一惊人发现随即引发了一系列疑问:在宿主恒星同样年轻且重元素含量极低的情况下,这样的行星是如何形成的?要知道,重元素在行星形成过程中扮演着至关重要的角色。
为了解开这一谜团,研究团队利用韦伯望远镜这一尖端空间天文台,对附近星系中缺乏重元素的恒星进行了深入研究。他们发现,这些恒星周围存在形成行星的圆盘,而且这些圆盘的年龄远超银河系中年轻恒星周围的圆盘。
欧洲空间研究与技术中心的研究员Guido De Marchi在一份新闻稿中指出:“韦伯望远镜的观测结果有力证实了哈勃望远镜此前的发现,这迫使我们重新审视在年轻宇宙中模拟行星形成和早期演化的方法。”
研究团队选取了小麦哲伦星云中的恒星形成团NGC 346作为研究对象,这些恒星的质量介于太阳质量的0.9倍至主恒星质量的1.8倍之间。他们发现,即便是观测到的最古老恒星,仍在持续吸积气体,且周围似乎环绕着行星形成圆盘。这一发现与哈勃望远镜2000年代中期的观测结果相呼应,揭示了数千万年前的恒星仍保留着形成行星的圆盘,而这类圆盘通常被认为在几百万年后就会消散。
研究团队在论文中指出,这些发现表明,在低金属丰度的环境中,行星周围的圆盘寿命远比先前想象的要长。他们推测,圆盘之所以能够持久存在,可能有几个原因。一方面,重元素的缺乏可能有利于圆盘抵抗恒星的辐射压力,从而延缓了圆盘的消散过程。另一方面,类日恒星由大型气体云形成,因其体积庞大,需要更长的时间才能完全消散。
国家科学基金会双子座天文台的首席科学家埃琳娜·萨比表示:“恒星周围的物质越多,吸积过程持续的时间就越长。这些圆盘需要十倍的时间才能消失,这暗示了行星的形成机制以及在不同环境中可能存在的行星系统架构。这确实令人兴奋不已。”
韦伯太空望远镜的近红外光谱仪(NIRSpec)仪器在此次研究中发挥了关键作用。与老式太空天文台的摄谱仪相比,NIRSpec能够同时观测100个目标,显著提高了数据收集和发现的效率。去年,该仪器曾成功观测到附近一颗系外行星上的粉砂质云;今年早些时候,又被用于探测太空中的首个爱因斯坦Zig-Zag现象。
通过观测古老和年轻的恒星形成区域,科学家们得以更深入地了解太阳系的起源。太阳系距今已有约46亿年的历史,而韦伯望远镜的观测数据无疑为我们揭开了太阳系形成早期的一些神秘面纱。