在探索宇宙奥秘的征途中,科学家们一直试图解开行星起源与演化的谜题。近日,韦伯太空望远镜的最新数据为这一领域带来了突破性进展,解答了一个困扰科学界长达20多年的问题。
行星如何在浩瀚的宇宙中演化成我们如今所见的多样世界,一直是科学家们亟待解答的关键问题。这一问题的核心不仅关乎我们自身的起源,更影响着对未来宇宙探索方向的判断。而韦伯太空望远镜的介入,无疑为这一领域的研究注入了新的活力。
回溯到2003年,哈勃太空望远镜曾发现一颗据信为已知最古老的行星,其年龄或达130亿年之久。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稀少的情况下,这样的行星是如何形成的?要知道,重元素可是行星形成不可或缺的要素。
为了解开这一谜团,一个由科学家组成的团队利用韦伯太空望远镜——这一尖端空间天文台,对附近星系中同样缺乏重元素的恒星进行了深入研究。他们发现,这些恒星周围存在着形成行星的圆盘,且这些圆盘的年龄远超我们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表示:“韦伯望远镜的观测结果为我们提供了强有力的证据,证实了哈勃望远镜之前的发现。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。”
在这项新研究中,研究小组聚焦于小麦哲伦星云中的恒星形成团NGC 346。他们观测的恒星质量介于太阳质量的0.9倍至主恒星质量的1.8倍之间。令人惊讶的是,即使是这些最古老的恒星仍在吸积气体,且周围似乎环绕着行星形成的圆盘。这一发现不仅验证了哈勃望远镜此前的观测结果,即数千万年前的恒星仍保留着形成行星的圆盘,还揭示了一个新的事实:这些圆盘的寿命可能远超我们之前的想象。
关于这些圆盘为何能持久存在,研究人员提出了几种可能性。一种认为,重元素的缺乏实际上有助于圆盘更好地抵御恒星的辐射压力,从而延长其寿命。另一种则推测,类日恒星由大型气体云形成,因其体积庞大,需要更长时间才能完全消散。
国家科学基金会双子座天文台的首席科学家埃琳娜·萨比指出:“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,这为我们揭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。这一发现令人兴奋不已。”
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,极大地提高了数据收集和发现的效率。去年,该仪器还成功观测到了附近一颗系外行星上的粉砂质云;今年早些时候,又被用来探测太空中的首个爱因斯坦Zig-Zag现象。
通过对古老和年轻的恒星形成区域进行观测,科学家们得以更深入地了解太阳系的起源。我们的太阳系已有大约46亿年的历史,而韦伯望远镜的观测结果无疑为我们提供了更多关于其形成和演化的线索。