首次在一颗像太阳一样的年轻恒星周围发现水

几十年来，人们认为水在太阳系历史的早期就普遍存在于太阳系的外围，有彗星和小行星将水分输送到地球和内行星在后期重炮轰炸时期大约 40 亿年前。

柯伊伯带（太阳系外层的“冰冻体”环）等地的大量冰层支持了这一观点。然而，在有可能在形成的早期阶段研究太阳系外系统之前，这一假设无法得到检验。

感谢 JWST，科学家们终于有了确凿的证据证明这个理论是正确的。根据研究人员领导的最新一项研究约翰霍普金斯大学（JHU） 中，太空望远镜在围绕 HD 181327 运行的碎片盘中检测到水冰，HD 是一颗距离地球 155 光年的类太阳恒星。

这个系统只有 2300 万年的历史，与太阳系相比相当年轻（46 亿年，而且还在增加！因此，星星被原行星盘这还没有合并形成一个行星系统。研究如此年轻的恒星可以让天文学家观察到一个仍然在形成的早期阶段.

正如约翰霍普金斯大学助理研究科学家、该研究的主要作者陈燮在最近的 NASA 上所说新闻稿:

“韦伯望远镜不仅明确地检测到了水冰，还检测到了结晶水冰，这种水冰也存在于土星的光环和我们太阳系柯伊伯带中的冰天体。水冰的存在有助于促进行星的形成。冰冷的物质最终也可能被'输送'到类地行星上，这些行星可能在这样的系统中形成几亿年。

研究人员181327使用 JWST 的近红外光谱仪（NIRSpec） 的化学证据，它揭示了系统碎片盘外侧水的明显化学痕迹。

正如预测的那样，该系统的大部分水冰是在外层碎片环中发现的，占其质量的 20% 以上。与柯伊伯带一样，水也以 '肮脏的雪球' – 冰与细小的尘埃颗粒相结合。

研究人员看得越近，他们发现的水就越少。从圆盘边缘进入的一半物质中只有 8% 由冰组成，在系统中心几乎没有检测到。这可能是由于恒星紫外线辐射的蒸发，尽管也有可能有相当数量的水被锁在岩石和小行星中。

由于水冰严重影响年轻恒星周围行星的形成，因此研究结果为研究人员研究控制太阳系发展的过程提供了新的机会。他们还证实了 NASA 的斯皮策太空望远镜暗示了它在 2008 年观测到这个系统的时间。

“25 年前，当我还是一名研究生时，我的导师告诉我碎片盘中应该有冰，但在韦伯望远镜之前，我们没有足够灵敏的仪器来进行这些观察。”说太空望远镜科学研究所 （STScI） 的副天文学家、该研究的合著者 Christine Chen。

“最引人注目的是，这些数据看起来与望远镜最近对我们太阳系中柯伊伯带天体的其他观测相似。”

韦伯的观察还揭示了在恒星和它的碎片盘之间有一个宽阔的、无尘的间隙。离恒星更远的地方，碎片盘看起来类似于柯伊伯带，那里居住着无数肮脏的雪球和小行星。此外，柯伊伯带仍然发生碰撞，该团队也注意到了 HD 181327。

“HD 181327 是一个非常活跃的系统，”说陈。“它的碎片盘中经常发生碰撞。当这些冰冷的物体碰撞时，它们会释放出微小的尘土飞扬的水冰颗粒，这些颗粒的大小正好适合韦伯探测。

有了这些观测结果，天文学家将继续寻找水冰和碎片盘，以便使用 JWST 和其他下一代望远镜进行近距离观察，其中一些望远镜即将发射。

研究这些积极形成的行星系统将为行星形成模型提供信息，并为我们的太阳系是如何形成的提供新的视角。

该团队的结果是发表在日志中自然界.

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