當我們仰望星空,總會不自覺地思考:地球是唯一的嗎?其他恆星周圍是否也存在著像我們這樣的行星系統?這些世界又是如何誕生的?
最近,NASA 的詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡(JWST) 為我們揭開了一個壯觀而神秘的場景:在距離地球 309 光年 處,一顆年輕的類太陽恆星 YSES-1 正在撫育它的兩顆「嬰兒行星」。其中一顆行星的大氣中充滿了矽酸鹽沙雲,彷彿整片天空都飄著細沙;另一顆則被原始物質盤環繞,未來可能誕生自己的衛星系統。
這項突破性發現刊登在《自然》期刊,不僅讓我們得以一窺行星形成的最早期階段,也為太陽系的起源提供了全新的線索。一、直接成像僅佔 2%!韋伯成功捕捉「嬰兒行星」身影
自從 1990 年代第一顆系外行星被發現以來,天文學家已確認超過 5,900 顆 系外行星的存在。然而,這些絕大多數都是透過「行星凌日法」或「徑向速度法」間接偵測到的。
真正能被望遠鏡「直接拍攝」到的行星極為罕見,比例不到 2%,更別說是還處於「嬰兒時期」、尚未完全形成的行星系統。這次韋伯太空望遠鏡所觀測到的 YSES-1 系統,正是極其珍貴的「行星誕生實況直播」。
二、YSES-1 系統:一顆 1,670 萬歲的年輕恆星與它的兩個孩子
這個令人驚艷的行星系統圍繞著名為 YSES-1(又名 TYC 8998-760-1 或 2MASS J13251211-6456207)的恆星運行,位在我們銀河系的南天孔雀座方向。
- 📅 恆星年齡僅 1,670 萬年,相比太陽的 45 億年,它還只是個「宇宙小學生」。
- 🌟 屬於類太陽恆星,質量與溫度都與我們的太陽相近。
- 👶 已經擁有兩顆氣態巨行星:YSES-1 b 與 YSES-1 c,正處於不同的發展階段。
這樣的配置讓科學家們雀躍不已,因為它幾乎就是「年輕版太陽系」的縮影。
三、YSES-1 b:未來的「衛星工廠」?
這顆被命名為 YSES-1 b 的行星,質量約為木星的 14 倍,與母星相距約 160 倍地球─太陽距離(簡稱 AU,天文單位)。
韋伯望遠鏡在它的大氣層中偵測到了:
- 💧 水(H₂O)
- 🌡️ 一氧化碳(CO)
除此之外,它的外圍還環繞著一個「原行星盤」——這是由塵埃與氣體組成的盤狀結構,類似於太陽系早年孕育各大行星的環境。
研究人員認為,這個盤面未來很可能會通過碰撞與累積,逐漸形成天然衛星。換句話說,YSES-1 b 可能正在走木星的老路,最終擁有屬於自己的「伽利略衛星群」。
四、YSES-1 c:天空飄著「沙」的奇異世界
比起它的兄弟,YSES-1 c 則展現出更獨特的特質:
- ⚖️ 質量約為木星的 6 倍
- 🌌 與母星距離約為 320 AU,是冥王星距離太陽的 8 倍以上
- ☁️ 大氣中檢測到甲烷(CH₄)、水(H₂O)、二氧化碳(CO₂)與一氧化碳(CO)
- 🏜️ 最引人注目的是,韋伯發現其大氣中飄浮著大量 矽酸鹽雲——也就是我們所熟知的「沙子」成分!
這代表著,在這顆行星的天空中,可能常年飄散著閃爍如金屬光澤的微粒,日落時分的光影變化將與地球截然不同,形成一種科幻電影般的奇景。
五、為什麼這項發現如此重要?
這個系統的獨特之處,在於它讓我們看見了行星系統「從無到有」的關鍵階段:
- 恆星誕生:巨大分子雲塌縮形成恆星
- 原行星盤形成:剩餘氣體與塵埃環繞恆星旋轉
- 行星誕生:盤中物質逐漸聚集形成行星胚胎
- 衛星與環系統成形:原始物質盤持續演化,最終可能形成衛星
透過觀察 YSES-1 系統,科學家得以驗證並修正現有的行星形成模型,也更進一步理解:木星、土星這些氣態巨行星,是否也曾歷經類似的過程?它們是否也曾有過壯觀的原行星盤與矽酸鹽雲?
六、未來展望:韋伯還會帶來哪些驚喜?
詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡自 2021 年發射以來,不斷突破人類觀測宇宙的極限。從最遙遠的星系、黑洞,到我們太陽系的邊陲,如今更深入到「行星托兒所」的現場。
未來,韋伯還將針對更多年輕恆星系統進行直接成像,尋找其他正在成形中的行星,甚至可能拍攝到「熱木星」的早期軌道遷移證據。
每一張圖像、每一段光譜資料,都是我們解開宇宙生命起源之謎的一塊拼圖。
七、結語:我們不只是觀察宇宙,更在回顧自身的起源
當我們看見 YSES-1 系統中那兩顆年輕行星,一顆正在累積衛星,一顆的天空飄著沙雲,彷彿也看到了地球與木星年輕時的模樣。
或許在某個遙遠星系的一角,也有一顆類似地球的行星,剛剛結束它的大氣形成期,靜靜等待生命誕生的那一刻。
這就是天文學最迷人的地方——它讓我們在茫茫宇宙中,找到屬於自己的故事起點。