我們生活在銀河系中的一個成熟太陽系中,已經形成了八大行星和幾顆矮行星(如冥王星),還孕育出了地球生命,矮行星位於被稱為柯伊伯帶(Kuiper Belt)的冰天體區域。如果能讓時間倒流,在太陽系形成時,人們會看到什麼呢?
雖然我們很難直接回答這個問題,但天文學家可以通過研究其他正在形成的恆星系統,以及仍在形成的恆星氣體和塵埃混合物,來了解這一過程。
由德國海德堡馬克斯·普朗克天文研究所託馬斯·亨寧博士領導的一個研究小組,將利用美國宇航局NASA即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡,來探測50多個處於不同演化階段的行星形成盤,以確定存在哪些分子。理想情況下,還能精確地找出相似之處,從而推演太陽系是如何形成的。
韋伯太空望遠鏡發射後,將在太空中距離地球約100萬英裡(約合150萬公裡)的位置,"暢通無阻"地看到其目標。這項研究計劃將主要以光譜的形式收集數據,光譜就像彩虹,將光展開成其組成波長,以揭示關於氣體和塵埃的溫度、速度和組成的高解析度信息。
這些令人難以置信的豐富信息,將使研究人員能夠構建更詳細的模型,了解太陽系內盤中存在的東西,以及存在於何處。可以說,一個光譜能抵上一千張照片。
原行星盤是一個複雜的系統,當原行星盤形成時,氣體和塵埃的混合物在整個系統中分布成環狀。原行星盤的物質從外盤移動到內盤,但又是如何進行的呢?愛爾蘭都柏林高等研究院的湯姆·雷解釋說:原行星盤的內部是一個非常動態的地方,它不僅是類地行星形成的地方,也是恆星發射超音速噴流的地方。恆星噴出的噴流通過發出粒子和允許其他粒子向內移動,導致內盤和外盤中的元素混合。當物質離開時,它會失去自旋或角動量,這允許其他物質向內移動。
這些物質的交換顯然會影響內盤的化學成分。PDS 70恆星系統距離我們370光年,它的內環有一個很大的缺口。數據顯示,有兩顆正在形成的行星,也就是所謂的原行星,存在並正在聚集物質。韋伯太空望遠鏡的中紅外測量,將幫助天文學家完善我們對太陽系初期的了解,以及周圍的物質。有了韋伯太空望遠鏡,將能夠觀察到關於潛在行星質類型的更多細節。