天文學家已經知道，大質量恆星發出的強光可以擾亂年輕恆星周圍由塵埃和氣體組成的行星盤，而年輕恆星正是行星誕生的搖籃。但這個過程發生有多快，是否會留下足夠的物質來形成行星？此關鍵問題仍未得到解答。研究團隊利用韋伯太空望遠鏡和阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（ALMA），對一個恆星孕育所——獵戶座星雲進行了研究，透過觀察一個名為d203-506的原行星盤，發現了大質量恆星在此類新生行星系統形成中所扮演的關鍵角色，並且以前所未有的精度測量物質流失的速度。
年輕的低質量恆星周圍通常圍繞著壽命相對較短的塵埃和氣體原行星盤，這些原行星盤提供了行星形成的原料。因此，氣態巨行星的形成受到了從原行星盤去除質量過程的限制，當原行星盤的上層被X射線或紫外線質子加熱時，氣體溫度升高並導致氣體從系統中逸出，即為光蒸發。由於大多數低質量恆星都是在含有大質量恆星的星團中形成，因此原行星盤預計會暴露在外部輻射下並經歷紫外線驅動的光蒸發。理論模型預測，遠紫外線輻射會產生光解離區域，在這些區域中，附近大質量恆星投射的紫外線光子會對原始行星盤表面氣體化學反應產生強烈的影響。
圖說：獵戶座星雲的哈伯影像，及韋伯太空望遠鏡拍攝到原行星盤d203-506的放大影像。圖片來源：Berné et al., doi: 10.1126/science.adh2861
然而，這些過程的直接觀察一直難以實現，因此研究團隊結合了韋伯和ALMA對d203-506的紅外線、亞毫米和光學觀測，以確定紫外線照射的影響。透過對光解離區域內檢測到的發射線的運動學和激發進行建模，發現由於遠紫外線驅動的加熱和電離，d203-506正以高速失去質量，其氣體可能會在一百萬年內從盤中移除，從而抑制氣態巨行星在該系統內形成的能力。研究人員指出這顆年輕的恆星每年流失的物質高達20個地球質量，這表示在這個系統中不可能形成類似木星的行星。測得的速率與理論模型完全一致，這使團隊有信心瞭解不同的環境如何影響整個宇宙的行星形成。與其他已知的情況不同的是，這顆年輕的恆星只受到來自附近大質量恆星的一種紫外線輻射，由於缺乏由更高能的紫外線輻射所產生的「熱繭」（hot cocoon），使得形成行星的物質變得更大更容易研究。相關研究成果發表於《Science》期刊上。（編譯／趙瑞青）
資料來源：SCI NEWS
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