在认识到地球和其他行星围绕太阳转之后的几百年里，人类一直对它们是如何形成的这一问题感到困惑。由于我们的太阳系已经存在了40多亿年，我们无法通过观察我们今天所拥有的来真正了解他们的形成过程:它只是一段漫长而充满暴力的历史的幸存者。考虑到我们早就知道新的恒星是在星团和星云里从分子气体云的坍塌中形成的——这是一个只有几代理论家才知道的问题，他们只掌握了天文学和天体物理学的知识。

图为星云 图源：Google

主要观点是，坍缩的气体云开始时的形状总是不规则的，物质分布不均匀。 由于重力的作用，所有物体都向中心靠拢，其中一个方向不可避免地下落得比其他方向快，形成一个旋转的薄饼状结构。 引力会继续把物质吸引到中心，只有当足够的物质到达核心区域引发核聚变时，旋转的圆盘才会开始蒸发。 与此同时，圆盘的不稳定性和不完美性开始增加，吸引物质进入其轨道，进而发展成原行星，最终形成成熟的行星。

随着恒星的老化，这些行星会发生迁移、合并、引力相互作用，偶尔会被踢出轨道，最终进入稳定的轨道，而碎片盘最终会被恒星辐射蒸发掉。最后，在20世纪90年代，新的天文技术的出现，在地球大气层之上，距地面10米级望远镜和哈勃太空望远镜相结合，引发了一场观测革命。不仅在其他太阳系中发现了第一颗行星，而且我们开始拥有直接拍摄这些原行星盘的能力，努力将这一科学从纯理论领域推进到观测领域。

图为哈勃望远镜 图源：Google

我们的发现惊人地证实了我们最好的理论:原行星盘是真实存在的。它们存在于星云中最年轻的恒星周围，并且随着时间的推移它们会蒸发，它们会以各种参数和方向出现。但是，为了确定在这些圆盘内发生的具体行星形成的现象，它需要一种不同于哈勃在太空中拍摄的传统光学到红外图像的成像类型。相反，我们已经开发了通过建造大型(6-7米)射电望远镜阵列来进行无线电成像，这些望远镜阵列之间的距离从几百米到几十公里不等。其中最强大的阵列是位于智利5000米高原上的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)。通过使用天文干涉测量法，并对准已知有原行星盘的年轻的恒星，我们已经能够以前所未有的分辨率对它们的结构进行成像。

图为HL Tauri 图源：Google

上图是来自ALMA的一张高分辨率原行星盘图像:HL金牛座(HL Tauri)周围的圆盘，这颗恒星的年龄估计不到100万年，距离我们大约在450光年之外。大多数恒星形成的温床都位于1000光年或更遥远的地方，比如猎户座星云，所以我们应该庆幸一颗新生的恒星就在我们附近。但是宇宙是一个很大的地方，即使在我们自己的星系中，也有成千上万的星星离我们更近。其中之一，长蛇座TW就是一颗年轻的橙色矮星，只有几百万年(500 - 1000万年)的历史，但由于原行星盘要经过数千万年才能完全被摧毁，所以有必要研究一下那里究竟有什么。光学望远镜，如哈勃和斯巴鲁望远镜，对其进行了第一次尝试。

图为原行星盘 图源：Google

这里不仅有一个圆盘的证据，而且在极远的距离上至少有两个非常明显的间隙:一个是20au(大约是太阳到天王星的距离)，另一个是80au(是太阳到冥王星距离的两倍)。此外，从我们的角度来看，这张圆盘的朝向几乎是完美的。最后，长蛇座TW距离地球只有176光年，不到HL金牛座距离的一半。当ALMA用它的“眼睛”看的时候，我们都震惊了。

这两颗先前发现的行星不仅清晰可见，你还可以观察和测量恒星周围尘埃盘的温度分布，并能发现在这些行星的内部和外部都有其他行星存在的迹象。其中一些的可信度很低，但从两个到可能超过两个行星围绕着已知最近的有原行星盘的恒星，仍然是非常令人兴奋的!

也许最有趣的是这张照片的内部区域，我在那里添加了一个小小的绿色圆圈。在上面这张图上，你可能看不太清楚，但以下是该研究的主要作者肖恩·安德鲁斯(Sean Andrews)所说的话:

“新的ALMA图像以前所未有的细节展示了这个圆盘，揭示了一系列同心圆状的明亮尘埃环和暗间隙，包括一些有趣的特征，表明在那里正在形成一个类地轨道行星。”

这表明在这颗恒星的太阳系内部至少存在一颗行星(可能更多)，可能类似于我们的太阳系在早期的形成过程。完整的研究可以在这里找到，它代表了迄今为止最详细的用原行星盘拍摄的任何波长的成像数据集。长蛇座TW离我们只有175光年远，它是目前已知的距离我们最近的符合这种特征的天体。随着技术的进步，我们可能会发现更多的行星围绕在它周围，甚至有一天可以测量它们的大小和质量。有一件事是肯定的:多亏了这项研究，我们比以往任何时候都更接近于了解我们的太阳系是如何形成的!

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. forbes- Ethan Siegel-我和我家小星

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