在認識到地球和其他行星圍繞太陽轉之後的幾百年里，人類一直對它們是如何形成的這一問題感到困惑。由於我們的太陽系已經存在了40多億年，我們無法通過觀察我們今天所擁有的來真正了解他們的形成過程:它只是一段漫長而充滿暴力的歷史的倖存者。考慮到我們早就知道新的恆星是在星團和星雲里從分子氣體雲的坍塌中形成的——這是一個只有幾代理論家才知道的問題，他們只掌握了天文學和天體物理學的知識。

圖為星雲 圖源：Google

主要觀點是，坍縮的氣體雲開始時的形狀總是不規則的，物質分布不均勻。 由於重力的作用，所有物體都向中心靠攏，其中一個方向不可避免地下落得比其他方向快，形成一個旋轉的薄餅狀結構。 引力會繼續把物質吸引到中心，只有當足夠的物質到達核心區域引發核聚變時，旋轉的圓盤才會開始蒸發。 與此同時，圓盤的不穩定性和不完美性開始增加，吸引物質進入其軌道，進而發展成原行星，最終形成成熟的行星。

隨著恆星的老化，這些行星會發生遷移、合併、引力相互作用，偶爾會被踢出軌道，最終進入穩定的軌道，而碎片盤最終會被恆星輻射蒸發掉。最後，在20世紀90年代，新的天文技術的出現，在地球大氣層之上，距地面10米級望遠鏡和哈勃太空望遠鏡相結合，引發了一場觀測革命。不僅在其他太陽系中發現了第一顆行星，而且我們開始擁有直接拍攝這些原行星盤的能力，努力將這一科學從純理論領域推進到觀測領域。

圖為哈勃望遠鏡 圖源：Google

我們的發現驚人地證實了我們最好的理論:原行星盤是真實存在的。它們存在於星雲中最年輕的恆星周圍，並且隨著時間的推移它們會蒸發，它們會以各種參數和方向出現。但是，為了確定在這些圓盤內發生的具體行星形成的現象，它需要一種不同於哈勃在太空中拍攝的傳統光學到紅外圖像的成像類型。相反，我們已經開發了通過建造大型(6-7米)射電望遠鏡陣列來進行無線電成像，這些望遠鏡陣列之間的距離從幾百米到幾十公里不等。其中最強大的陣列是位於智利5000米高原上的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)。通過使用天文干涉測量法，並對準已知有原行星盤的年輕的恆星，我們已經能夠以前所未有的解析度對它們的結構進行成像。

圖為HL Tauri 圖源：Google

上圖是來自ALMA的一張高解析度原行星盤圖像:HL金牛座(HL Tauri)周圍的圓盤，這顆恆星的年齡估計不到100萬年，距離我們大約在450光年之外。大多數恆星形成的溫床都位於1000光年或更遙遠的地方，比如獵戶座星雲，所以我們應該慶幸一顆新生的恆星就在我們附近。但是宇宙是一個很大的地方，即使在我們自己的星系中，也有成千上萬的星星離我們更近。其中之一，長蛇座TW就是一顆年輕的橙色矮星，只有幾百萬年(500 - 1000萬年)的歷史，但由於原行星盤要經過數千萬年才能完全被摧毀，所以有必要研究一下那裡究竟有什麼。光學望遠鏡，如哈勃和斯巴魯望遠鏡，對其進行了第一次嘗試。

圖為原行星盤 圖源：Google

這裡不僅有一個圓盤的證據，而且在極遠的距離上至少有兩個非常明顯的間隙:一個是20au(大約是太陽到天王星的距離)，另一個是80au(是太陽到冥王星距離的兩倍)。此外，從我們的角度來看，這張圓盤的朝向幾乎是完美的。最後，長蛇座TW距離地球只有176光年，不到HL金牛座距離的一半。當ALMA用它的「眼睛」看的時候，我們都震驚了。

這兩顆先前發現的行星不僅清晰可見，你還可以觀察和測量恆星周圍塵埃盤的溫度分布，並能發現在這些行星的內部和外部都有其他行星存在的跡象。其中一些的可信度很低，但從兩個到可能超過兩個行星圍繞著已知最近的有原行星盤的恆星，仍然是非常令人興奮的!

也許最有趣的是這張照片的內部區域，我在那裡添加了一個小小的綠色圓圈。在上面這張圖上，你可能看不太清楚，但以下是該研究的主要作者肖恩·安德魯斯(Sean Andrews)所說的話:

「新的ALMA圖像以前所未有的細節展示了這個圓盤，揭示了一系列同心圓狀的明亮塵埃環和暗間隙，包括一些有趣的特徵，表明在那裡正在形成一個類地軌道行星。」

這表明在這顆恆星的太陽系內部至少存在一顆行星(可能更多)，可能類似於我們的太陽系在早期的形成過程。完整的研究可以在這裡找到，它代表了迄今為止最詳細的用原行星盤拍攝的任何波長的成像數據集。長蛇座TW離我們只有175光年遠，它是目前已知的距離我們最近的符合這種特徵的天體。隨著技術的進步，我們可能會發現更多的行星圍繞在它周圍，甚至有一天可以測量它們的大小和質量。有一件事是肯定的:多虧了這項研究，我們比以往任何時候都更接近於了解我們的太陽系是如何形成的!

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. forbes- Ethan Siegel-我和我家小星

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