主图:一颗婴儿恒星周围的原行星盘的插图。插图:JWST拍摄的恒星形成区域NGC 6357的图像,其中有年轻恒星XUE 10。
(图片来源:(主图) ESO/L. Calçada (插图) 斯德哥尔摩大学 (SU) 和 María Claudia Ramírez-Tannus,马克斯·普朗克天文学研究所 (MPIA)。)利用詹姆斯·韦伯空间望远镜 (JWST),天文学家们发现了一颗婴儿恒星周围存在一个奇怪的气体和尘埃盘,这可能挑战了目前的行星形成模型。
该星盘具有奇特的化学成分。 在像地球这样的行星预计会形成的区域中,它具有出乎意料的高浓度的二氧化碳,而且含水量也出乎意料地低。
围绕着 XUE 10,它位于距离地球大约 5,550 光年的地方,位于名为 NGC 6357 的巨大恒星形成区域。 这一新发现是由极端紫外线环境 (XUE) 合作项目完成的,该研究团队专注于强辐射场如何影响原行星盘的化学性质。
“与大多数附近的行星形成盘不同,在那些行星形成盘中,水蒸气主导着内部区域,这个星盘的二氧化碳含量却高得出奇,” XUE 合作团队成员、瑞典斯德哥尔摩大学的 Jenny Frediani 说。
“事实上,在这个系统中,水非常稀少,几乎无法检测到——这与我们通常观察到的情况形成了鲜明对比,” Frediani 补充道。 “这挑战了当前的星盘化学和演化模型,因为相对于水而言,高浓度的二氧化碳无法通过标准的星盘演化过程轻松解释。”
奇怪的化学反应
当过密区域聚集在一起形成巨大的气体和尘埃云时,就会形成恒星,最终聚集足够的质量以经历引力坍缩。 构成这个仍然在增长的物质的剩余部分会在其周围盘旋,被压平,最终形成一个可以诞生行星的原行星盘。
科学家们目前推测,行星的形成发生在富含水冰的“卵石”从原行星盘的较冷外部区域漂移到其较暖的内部区域时。 这些较高的温度导致固态冰直接转化为气体,这个过程被称为升华。