摘要：在距离地球数百光年的深空中，一颗婴儿行星正在其恒星周围的尘埃和气体盘中悄然诞生。亚利桑那大学和荷兰莱顿天文台的国际研究团队使用世界最先进的自适应光学技术，成功捕获了这一宇宙诞生过程的直接影像，这是天文学史上首次在原行星盘的暗隙中发现正在生长的系外行星。

信息来源：https://scitechdaily.com/astronomers-capture-first-ever-photo-of-a-baby-planet-being-born-in-darkness/

在距离地球数百光年的深空中，一颗婴儿行星正在其恒星周围的尘埃和气体盘中悄然诞生。亚利桑那大学和荷兰莱顿天文台的国际研究团队使用世界最先进的自适应光学技术，成功捕获了这一宇宙诞生过程的直接影像，这是天文学史上首次在原行星盘的暗隙中发现正在生长的系外行星。

这项发表在《天体物理学杂志快报》上的重大发现，不仅解决了困扰天文学界多年的科学谜题，更为我们理解包括太阳系在内的行星系统形成过程提供了珍贵的实证资料。研究团队在WISPIT-2星系中发现的这颗名为WISPIT 2b的原行星，正通过吸收周围的氢气快速成长，其发出的氢α光谱成为科学家追踪其位置和成长状态的重要线索。

亚利桑那大学天文学教授莱尔德·克洛斯领导的研究团队，运用了包括智利麦哲伦望远镜的MagAO-X系统、亚利桑那州大型双筒望远镜以及欧洲南方天文台甚大望远镜在内的多台世界顶级设备。这些精密仪器的协同工作，使得科学家能够穿透星际尘埃的遮蔽，直接观测到这颗距离主恒星约56个天文单位的婴儿世界。

破解行星形成的古老谜题

在这位艺术家的插图中，坠落的氢气导致不断增长的原行星 WISPIT 2b 在氢 α 光谱中闪闪发光，MagAO-X 仪器对氢 α 光谱特别敏感。图片来源：Joseph Olmsted/STScI/NASA

长期以来，天文学家在观测年轻恒星周围的原行星盘时，经常发现这些尘埃和气体结构中存在着明显的环状间隙。这些暗黑的区域一直被理论家们认为是隐藏行星"开路"造成的结果——就像宇宙中的扫雪机一样，这些新生行星在轨道运行过程中清扫掉了路径上的物质。然而，尽管有数十篇理论论文支持这一假设，科学家们却始终无法在这些神秘的间隙中找到确凿的行星存在证据。

"在文献和天文学界，这些无法在暗隙中检测到微弱系外行星的情况一直是一个紧张点，"克洛斯教授解释道。"许多人开始怀疑原行星是否真的能够造成这些间隙，但现在我们终于知道，它们确实可以。"这一发现为原行星盘理论提供了关键的观测支撑，证实了科学家们对行星形成机制的理解基本正确。

研究团队的突破得益于一项创新的探测策略。他们并非简单地寻找行星本身发出的微弱光芒，而是专注于探测一种特殊的光谱信号——氢α发射线。当正在形成的行星从周围环境中吸收氢气时，这些气体会像宇宙瀑布一样撞击行星表面，产生极热的等离子体，进而发出具有特征性的氢α光谱。MagAO-X系统正是专门针对这种波长进行了优化设计。

荷兰莱顿天文台的研究生里切尔·范·卡佩勒文是这一发现的共同主导者，她强调了观测时机的重要性："要看到年轻时转瞬即逝的行星，天文学家必须找到年轻的盘系统，这是罕见的，因为那是它们真正更亮、更易探测到的时期。如果WISPIT-2系统已经达到我们太阳系的年龄，使用相同技术观察时我们什么也看不到，一切都会太冷太暗。"

45亿年前太阳系的镜像

智利麦哲伦望远镜和亚利桑那州大型双筒望远镜看到的 WISPIT 2 系统。原行星 WISPIT 2b 在恒星周围明亮的白色尘埃环和较暗的外环之间的无尘间隙中显示为一个紫色点，其轨道运行速度约为地球和太阳之间平均距离的 56 倍。另一颗潜在行星 CC1 在无尘腔内显示为红色物体，估计距其主恒星约 15 个地球-太阳距离。图片来源：亚利桑那大学莱尔德·克洛斯

WISPIT-2系统的发现为我们提供了一个独特的机会，能够观察到类似于45亿年前太阳系诞生时的景象。这个系统的主恒星WISPIT 2与太阳质量相近，其周围的行星配置也呈现出与早期太阳系的相似性。研究团队不仅发现了位于暗隙中的WISPIT 2b，还在恒星与尘埃盘内缘之间的"空腔"内观测到另一颗候选行星CC1。

这两颗原行星的质量都相当可观。内侧的CC1约含九个木星质量，而外侧的WISPIT 2b重量约为木星的五倍。这些质量数据是通过亚利桑那大学8.4米大型双筒望远镜观测到的热红外辐射推算得出的。亚利桑那大学天文学研究生加布里埃尔·韦布尔参与了这些观测工作，他将这一发现比作观察早期太阳系的"婴儿照片"。

"这有点像我们自己的木星和土星比现在年轻5000倍时的样子，"韦布尔说道。"WISPIT-2系统中的行星质量似乎是我们气态巨行星的10倍左右，而且分布更广。但整体外观可能与附近的'外星天文学家'在45亿年前拍摄的太阳系'婴儿照片'中看到的差别不大。"

从轨道分布来看，CC1位于距离主恒星约14-15个天文单位的位置，如果放在我们太阳系中，这相当于土星和天王星之间的位置。而WISPIT 2b则处在更遥远的56个天文单位处，远超海王星轨道，接近柯伊伯带的外缘区域。

技术突破推动天文观测新纪元

亚利桑那大学在智利麦哲伦望远镜的洁净室中制造的 MagAO-X 仪器。图片来源：亚利桑那大学 Jared Males

这项发现的实现离不开自适应光学技术的重大进步。MagAO-X系统代表了"麦哲伦自适应光学系统极限"，由克洛斯教授、贾里德·马尔斯副天文学家及其学生团队开发建造。这套系统能够实时补偿大气湍流造成的图像模糊，大幅提升望远镜的成像清晰度和分辨率。

"我们的MagAO-X自适应光学系统经过无与伦比的优化，在氢α波长下工作表现卓越，能够将明亮的星光与微弱的原行星信号分离开来，"克洛斯教授解释道。这种技术优势使得研究团队能够在WISPIT-2周围识别出复杂的结构："你可能看到两颗行星、四个环和四个间隙，这是一个了不起的系统。"

观测过程本身也颇具戏剧性。据克洛斯教授回忆："一旦我们启动自适应光学系统，这颗行星就直接向我们显现出来。在组合了两个小时的图像后，它就清晰地出现了。"他将这一发现称为自己职业生涯中最重要的成果之一，这种兴奋之情充分体现了这一突破对整个天文学界的重要意义。

与此同时，由范·卡佩勒文和戈尔韦大学领导的并行研究，使用8米甚大望远镜的SPHERE自适应光学系统在红外光谱中也探测到了这颗行星，进一步确认了发现的可靠性。两个独立研究团队的一致结果，为这一重大发现提供了坚实的科学基础。

这项研究不仅解答了关于原行星盘间隙成因的长期争议，更重要的是为未来的系外行星探测和行星形成理论研究开辟了新的道路。随着下一代更强大望远镜的投入使用，科学家们有望发现更多类似的原行星系统，进一步完善我们对宇宙中行星形成普遍规律的认识。

来源：人工智能学家