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詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）正在助力科学家揭开行星是如何形成的秘密，通过深入探索它们的诞生地和年轻恒星周围的星周盘，推动了对这一过程的理解。
在《天文学杂志》发表的一篇论文中，由亚利桑那大学的Naman Bajaj领衔，包括SETI研究所的Uma Gorti博士在内的科学家团队，首次捕捉到了一张老旧的行星形成盘（与太阳相比仍然非常年轻）正活跃地分散其气体内容的图像。之前虽然对这个盘进行过成像，但从未捕捉到过旧盘的风。了解气体何时分散对于限定新生行星消耗周围气体的时间至关重要。
这一发现的核心是观测到TCha，一颗年轻恒星（相对于太阳而言），被一个侵蚀的盘所包围，该盘以其巨大的尘埃间隙著称，半径约为30个天文单位。天文学家首次使用贵气体氖（Ne）和氩（Ar）的四条线，成像分散的气体（即风），其中一条是在行星形成盘中的首次探测。[Ne II]的图像显示，风来自盘的一个扩展区域。
这个团队，所有成员都是由亚利桑那大学的Ilaria Pascucci领导的JWST计划的成员，他们还想知道这个过程是如何发生的，以便更好地理解它对我们太阳系的历史和影响。
"这些风可能由高能恒星光子（恒星的光）或编织行星形成盘的磁场驱动。"Bajaj说。
SETI研究所的Gorti博士几十年来一直在研究盘的分散，她与她的同事预测了JWST现在检测到的强烈的氩排放。她表示，"终于能够分辨风中的物理条件，理解它们是如何发射的，感到兴奋。"
像我们的太阳系这样的行星系统似乎包含更多的岩石物体而非富含气体的物体。在我们的太阳周围，这些包括内部行星、小行星带和柯伊伯带。但科学家长期以来已知行星形成盘以气体质量是固体100倍开始，这导致了一个迫切的问题：气体是何时以及如何离开盘/系统的？
在行星系统形成的非常早期阶段，行星在年轻恒星周围旋转的气体和微尘盘中凝聚。这些颗粒聚集在一起，逐渐形成越来越大的块状物，称为行星胚胎。随着时间的推移，这些行星胚胎相互碰撞并粘合在一起，最终形成行星。形成的行星类型、大小和位置取决于可用材料的数量以及它在盘中停留的时间长短。因此，行星形成的结果取决于盘的演变和分散。
该组在另一篇由莱顿天文台的Andrew Sellek博士领衔的论文中，进行了由恒星光子驱动的分散模拟，以区分这两种可能性。他们将这些模拟与实际观察结果进行比较，发现由高能恒星光子引起的分散可以解释观察结果，因此不能排除这种可能性。
Sellek博士描述了"JWST同时测量所有四条线对于确定风的性质至关重要，并帮助我们证明了大量气体正在被分散。"
为了放入上下文中，研究人员计算每年分散的质量相当于月球的质量。一篇目前正在《天文学杂志》审查中的伴随论文将详细介绍这些结果。
[Ne II]线最早在2007年使用斯皮策太空望远镜向几个行星形成盘发现，并很快被亚利桑那大学的项目负责人Pascucci教授确定为风的追踪器；这改变了聚焦于理解气体分散的研究努力。使用JWST发现空间分辨的[Ne II]和首次探测到的[Ar III]可能成为向着转变我们对这一过程理解的下一步。
"十多年前，我们首次使用氖来研究行星形成盘，将我们的计算模拟与斯皮策的数据和我们使用ESO VLT获得的新观测结果进行了对比，"莱斯特大学物理与天文学院的Richard Alexander教授说。我们学到了很多，但那些观测没有让
我们能够测量盘正在失去多少质量。新的JWST数据令人惊叹，能够在图像中解析盘风是我从未想过的事情。随着像这样的更多观测仍在进行中，JWST将使我们能够像从未之前那样了解年轻的行星系统。"
此外，该团队还发现T Cha的内盘在十年的短时间尺度上发生演变；他们发现T Cha的JWST光谱与早期的斯皮策光谱不同。根据亚利桑那大学的Chengyan Xie，这项进行中工作的主要作者，这种不匹配可以由一个在短短17年内失去了部分质量的小型不对称内盘来解释。与其他研究一起，这也暗示了T Cha的盘处于其演变的末端。
Xie补充说，"我们可能能够在我们的一生内见证T Cha内盘中所有尘埃质量的分散。"
这些发现的含义提供了新见解，揭示了导致对行星形成至关重要的气体和尘埃分散的复杂相互作用。通过了解盘分散的机制，科学家可以更好地预测有利于行星诞生的时间线和环境。该团队的工作展示了JWST的力量，并为探索行星形成动力学和星周盘的演化开辟了新的道路。
这项工作使用的数据是通过JWST/MIRI仪器在通用观察者周期1计划PID 2260（PI：I. Pascucci）获得的。研究团队包括研究生Naman Bajaj、教授Ilaria Pascucci、博士Uma Gorti、教授Richard Alexander、博士Andrew Sellek、博士Jane Morrison、教授Andras Gaspar、教授Cathie Clarke、研究生Chengyan Xie、博士Giulia Ballabio和研究生Dingshan Deng。