詹姆斯・韋伯太空望遠鏡（JWST）首次直接量測了一個潛在的「衛星形成盤」的化學與物理性質。這個富含碳的盤面環繞在名為 CT Cha b 的系外行星周圍，距離地球約 625 光年。雖然在韋伯的資料中尚未發現任何衛星，但這個盤面可能正是衛星誕生的工廠。
這顆行星所環繞的母恆星 CT Cha 僅有 200 萬年歷史，仍在吸積環星物質。然而，韋伯發現的衛星形成盤並不是中央恆星那個更大的吸積盤的一部分。母恆星與伴星 CT Cha b 之間相距約 740 億公里，相當於太陽到冥王星距離的十倍，顯示行星周圍的衛星形成盤是獨立存在的，而不是母恆星吸積盤的延伸。
韋伯利用中紅外線儀器觀測了 CT Cha b。研究團隊在環行星盤中發現了七種含碳分子，包括乙炔（C₂H₂）與苯（C₆H₆）。這種富碳化學性質與母恆星周圍的巨大吸積盤截然不同。在那裡，研究人員只發現了水，卻沒有碳。兩者的差異顯示衛星形成盤在短短兩百萬年內就已經歷了快速的化學演化。
圖說：這張藝術圖顯示距離地球 625 光年的年輕系外行星 CT Cha b 周圍的塵埃與氣體盤。韋伯太空望遠鏡光譜資料顯示，盤內含有形成衛星的原始材料，包括二乙炔、氫氰、丙炔、乙炔、乙烷、二氧化碳與苯。行星位於右下角，背景則可見母恆星及其環星盤。Illustration: NASA, ESA, CSA, STScI, Gabriele Cugno (University of Zürich, NCCR PlanetS), Sierra Grant (Carnegie Institution for Science), Joseph Olmsted (STScI), Leah Hustak (STScI)
我們的太陽系其中四顆行星共擁有超過四百顆已知的衛星，這些衛星從何而來？對於大型衛星而言，例如木星的四顆伽利略衛星，最被接受的說法是它們在行星形成時，由環繞行星的氣體與塵埃盤，也就是「衛星形成盤」中凝聚而成。然而，這一過程發生在四十多億年前，現今已難以找到直接證據。但是我們知道，木星最外側的蓋尼米德（木衛三 Ganymede）與卡利斯多（木衛四 Callisto）有一半由水冰構成，但可能擁有由碳或矽組成的岩石核心，顯示當時的盤面也曾經歷快速的化學演化。
觀測行星與衛星的形成，對理解行星系統的演化至關重要。衛星的數量可能超過行星，其中甚至有些能孕育生命。這一發現不僅讓我們首次見證了衛星形成的場景，也同時看到行星正在成形。韋伯的資料揭示了建造行星與衛星的原料與化學性質，對比太陽系四十多億年前的誕生過程，具有無可取代的價值。（編譯 / 段皓元）
資料來源：NASA
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