追寻宇宙霓虹线索：揭秘恒星盘演变与行星诞生之谜
科学家们正在追踪宇宙中的霓虹灯标志，以寻找有关一个行星系统未来和另一个行星系统过去的线索——即我们自己的太阳系。在NASA之前的红外旗舰天文观测卫星斯皮策空间望远镜发现的一种奇特读数后，如今已经退役的詹姆斯·韦伯空间望远镜探测到了围绕年轻的类太阳星SZ Cha的尘埃盘中元素氖的明显痕迹。
斯皮策和韦伯之间氖的读数差异指向了一种前所未见的高能辐射变化，这种辐射最终导致盘子蒸发，限制了行星形成的时间。
“我们是怎么到这里的？这实际上追溯到那个大问题，SZ Cha是与我们的太阳在45亿年前太阳系黎明时期相同类型的年轻恒星，一颗T型牛郎座星，”领导2008年斯皮策观测和新发表的韦伯结果的波士顿大学的天文学家凯瑟琳·埃斯帕雅特说。
“地球和最终生命的原始材料存在于太阳形成后周围的物质盘中，因此研究这些其他年轻系统是我们能够回到过去看我们自己的故事开始的最接近的方式。”
科学家们将氖用作指示星周盘受到多少以及何种类型辐射打击和侵蚀的指标。当斯皮策在2008年观测SZ Cha时，它看到了一个离群值，氖的读数与任何其他年轻的T型牛郎座盘不同。
差异在于检测到的氖III，这在被高能X射线轰击的原行星盘中通常很少见。这意味着SZ Cha盘中的高能辐射来自紫外线（UV）光而不是X射线。除了是50-60个年轻恒星盘样本中的唯一异类结果外，UV与X射线的差异对盘的寿命及其潜在行星至关重要。
“行星基本上在与时间的竞赛中形成，以在盘子蒸发之前形成，”研究小组的另一位天文学家波士顿大学的Thanawuth Thanathibodee解释道。“在发展中系统的计算模型中，极端紫外辐射允许行星形成的时间比主要由X射线引起的蒸发多100万年。”
因此，SZ Cha在埃斯帕雅特的团队返回用韦伯研究时已经是一个相当复杂的谜题，只是发现了一个新的惊喜：不寻常的氖III特征几乎消失了，表明典型的X射线辐射占主导地位。
研究小组认为，SZ Cha系统中氖标记的差异是变化的风的结果，当存在时，它吸收紫外光，留下X射线轰击盘子。研究小组表示，在新形成的充满活力的恒星系统中，风是普遍存在的，但有可能在安静、无风的时期捕捉到系统，这正是斯皮策碰巧做到的。
“斯皮策和韦伯的数据都非常出色，因此我们知道我们正在观察SZ Cha系统中的新事物——在短短15年内条件发生了显著变化，”荷兰莱顿大学的合著者阿尔德扬·斯图姆补充说。
埃斯帕雅特的团队已经计划使用韦伯以及其他望远镜对SZ Cha进行更多观测，以解开其神秘之谜。“研究SZ Cha和其他年轻系统在可见光、X射线等多个光波段进行观测将是重要的，以发现我们发现的这种变化的真实性质，”波士顿大学的合著者Caeley Pittman表示。“可能在许多年轻行星系统中，短暂而安静的时期主要由极端紫外辐射主导，但我们只是尚未能够捕捉到它们。”
“宇宙再次向我们展示，它的方法没有我们想象得那么简单。我们需要重新思考、重新观察，并收集更多信息。我们将追随着霓虹灯标志前进，”埃斯帕雅特说。