即将退役的“斯皮策”太空望远镜，能带给科学(2)

研究者以前认为行星自形成之后位置就不再变化，但“热木星”的存在表明，在行星生命早期，轨道常常会剧烈变化。大行星可能在一开始距离恒星比较远，然后由于引力作用呈螺旋状靠近。这种轨道改变可能毁灭已经形成的像地球这样的小型行星，因为向内运动的大行星会像保龄球撞倒球瓶一样摧毁小行星。因此行星形成的时间和体积，或快或慢，是大还是小，这些问题至关重要。

实践走在了理论的前列

电脑模拟显示小型的陆地行星很可能形成比较慢，但这些也只是推测。天文学家不仅需要理论的支持，更重要的是，他们需要正在形成行星的真实星系的真实数据。”这正是“斯皮策”望远镜每天所获得的。

罗切斯特大学的天文学家丹·沃特森负责将摄谱仪得到的新恒星“Cohen-Kuhi4”的长波和短波数据结合起来，这颗恒星属于金牛星座，距离地球420光年。光谱能显示恒星以不同波长释放能量的多少，每个波长对应一种温度。恒星本身会形成单峰值的光谱，大量能量集中在炽热的短波上。环绕恒星的低温尘埃盘会释放出很多长波红外线，在光谱中形成另一个峰值。但沃特森看到的与两种模式都不相符。显然这是一颗年轻的恒星，显然它周围有低温尘埃盘，但有什么东西将尘埃盘的红外信号“咬”掉了一大块。

沃特森说：“尘埃盘内环部分释放的光完全消失了。我立即想到了这意味着什么。”他将数据整理好，传送给了另一位科学家比尔·福雷斯特。福雷斯特说：“我立刻知道我们发现了一颗行星。”如果尘埃盘有一部分消失了，一定有什么东西把它清除掉了。一颗巨大行星形成后不久，它的引力会在尘埃盘中扫荡出一个环状孔洞。“Cohen-Kuhi 4”周围的缝隙很可能就是这样形成的。

“Cohen-Kuhi 4”处于演化的初期，这个阶段在以前没有人详细观察过。沃特森和福雷斯特研究之后得出结论，这颗恒星和尘埃盘大约有100万年历史，几乎是已知的出现大洞的恒星系统年龄的1／10。天文学家第一次得到证据证实，恒星形成可以是一个很快的过程。但发现“Cohen-Kuhi 4”的环形洞还只是故事的开始。从那以后，科学家们又发现了一些类似的尘埃盘和其他很多年轻的恒星。

他们从这些观察数据中得出的结论是，行星形成过程“有快有慢”。“斯皮策”望远镜研究的尘埃盘的平均年龄有1亿年，是“Cohen-Kuhi 4”周边行星形成时期的100倍左右。这令天文学家们大为惊讶。他们本来以为行星在迅速的形成过程中会用光周围的物质，令尘埃盘迅速消失。但“斯皮策”的观测结果表明，尘埃盘的存在时间以及后期的行星形成过程可能要长得多。

尘埃盘不可能是最初的物质，因为最初物质会在很早之前落到恒星上；年龄比较大的恒星周围聚集这么多尘埃的唯一途径是大型碰撞。肯定有比较大的星体，如原始行星、巨型彗星、小行星等都从尘埃盘中形成，随后又和另一个碰撞了。

研究者认为，行星在变得完全成熟之前有漫长曲折的路要走。即使在非常老的星系中，大型碰撞仍在继续。而在地球上的科学家们，他们之间对各种观测结果也有不同的认识，也在积极“碰撞”，以期寻找事实的真相。在这个过程中，“斯皮策”望远镜立下了很大的功劳，它那能够穿透尘埃的眼睛，使得研究者们看到了更多的宇宙图像，从而有可能把研究深入下去

文章来源：《系统科学学报》 网址: http://www.xtkxxb.cn/zonghexinwen/2021/1026/710.html