英國射電望遠鏡揭露年輕恆星周圍「卵石海灘」 揭示行星誕生關鍵

記者林育如／編譯

英國一組射電望遠鏡網絡近日成功觀測到兩顆年輕恆星周圍存在大量直徑約一公分的「卵石」，這些顆粒正逐漸聚合，成為形成行星的重要基礎。這項突破性發現首次為「卵石吸積」行星形成理論提供了觀測證據，對理解行星如何從塵埃和氣體盤中誕生具有重大意義。

根據《SPACE》報導，這兩顆恆星位於距離地球約430光年的金牛座分子雲，是附近著名的恆星誕生區。年輕恆星周圍環繞著由氣體與塵埃組成的原行星盤，這些盤狀結構是行星形成的搖籃。科學家長期以來推測，塵埃顆粒會凝聚成毫米至公分大小的卵石，這些卵石再迅速吸積成更大岩石體，最終形成類地行星甚至氣態巨行星的核心。

此次研究由英國Jodrell Bank天文台主導，利用連接七座射電望遠鏡的e-MERLIN干涉儀，以約4公分波長的射電波段觀測原行星盤。這種波長恰好能探測到公分級的顆粒，成功解析出兩顆年輕恆星DG Tau和HL Tau盤中豐富的卵石分布，範圍甚至延伸至類似海王星軌道的距離。

研究團隊表示，這些卵石的存在量足以組成比太陽系更大的行星系統。研究負責人之一的卡蒂·赫斯特利（Katie Hesterly）指出，這是首次直接觀測到這種行星形成關鍵物質，為行星如何快速成長提供了實證支持。

過去雖有毫米級塵埃粒子被阿塔卡馬大型毫米波/次毫米波陣列（ALMA）觀測到，但公分級卵石的存在一直缺乏直接證據。理論上，這些顆粒在碰撞時容易破碎，如何穩定聚合成為困難課題。此次觀測不僅證明了卵石的豐富存在，也讓科學家得以研究它們在行星形成早期階段的分布與聚集情況。

該研究是「地球建材計畫」（PEBBLeS）的一部分，由英國卡迪夫大學珍·格里夫斯（Jane Greaves）領導。格里夫斯表示，透過這些觀測，科學家能更深入了解固態物質如何在原行星盤中聚集，揭示行星形成的最初階段。

Jodrell Bank天文台的阿妮塔·理查茲（Anita Richards）補充，隨著顆粒逐漸聚合成行星核，其表面積減少，觀測難度也隨之增加，這使得此次能直接捕捉到公分級顆粒的影像尤為珍貴。

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未來，隨著平方公里陣列（SKA）望遠鏡於2031年開始運作，科學家將能以更高解析度觀測數百個原行星盤，進一步揭開行星形成的奧秘。赫斯特利表示，SKA將帶來更全面的數據，助力解答行星快速成長的「秘方」。

這項研究成果於2025年7月在英國皇家天文學會全國天文會議上發表，為行星形成理論注入新活力，推動天文學界對宇宙起源的認識邁向新里程碑。

資料來源：SPACE

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