詹姆斯·韦伯太空望远镜在岩石行星形成带探测到水蒸气

中间偏左，一个明亮的光源照亮了周围暗红色的圆盘。该盘从左上向右下倾斜，并具有螺旋特征，在恒星附近最为突出。这位艺术家的概念描绘了恒星PDS 70及其内部的原行星盘。美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜的新测量结果在距离恒星不到1亿英里的地方探测到了水蒸气——这是一个岩石类地行星可能正在形成的区域。这是首次在已知拥有两个或更多原行星的圆盘的陆地区域探测到水，其中一个显示在右上角。鸣谢:美国航天局、欧空局、加空局、J. Olmsted (STScI)

（蜘蛛网eeook.com）据美国宇航局：韦伯在岩石行星形成带探测到水蒸气，这一发现表明，有一个水库可供类地行星聚集在那里。

众所周知，水对生命至关重要。然而，科学家们争论它是如何到达地球的，以及同样的过程是否可以孕育围绕遥远恒星运行的岩石系外行星。新的见解可能来自位于370光年之外的行星系统PDS 70。这颗恒星拥有一个由气体和尘埃组成的内盘和外盘，中间相隔50亿英里(80亿公里)宽的间隙，在这个间隙中有两颗已知的气态巨行星。

美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜的MIRI(中红外仪器)的新测量结果在该系统的内盘中检测到了水蒸气，距离恒星不到1亿英里(1.6亿公里)——岩石类地行星可能正在形成的区域。(地球距离我们的太阳9300万英里。)这是首次在已知拥有两个或更多原行星的圆盘的陆地区域探测到水。

“我们在其他圆盘中也看到过水，但没有在行星正在聚集的系统中如此接近。位于德国海德堡的马普天文研究所(MPIA)的首席作者朱利亚·佩罗蒂说:“在韦伯之前，我们无法进行这种类型的测量。

“这一发现非常令人兴奋，因为它探索了类似地球的岩石行星通常形成的区域，”MPIA主任托马斯·亨宁补充道，他是论文的合著者。亨宁是进行探测的韦伯MIRI(中红外仪器)的联合首席研究员，也是获取数据的MINDS (MIRI中红外圆盘调查)项目的首席研究员。

PDS 70是一颗K型恒星，比我们的太阳还要冷，估计有540万年了。就具有行星形成盘的恒星而言，这是相对古老的，这使得水蒸气的发现令人惊讶。

随着时间的推移，行星形成盘中的气体和尘埃含量会下降。要么是中央恒星的辐射和风吹散了这些物质，要么是尘埃成长为更大的物体，最终形成行星。由于之前的研究未能在类似年龄的圆盘中心区域检测到水，天文学家怀疑它可能无法在严酷的恒星辐射下存活，导致干燥的环境，无法形成任何岩石行星。

天文学家还没有探测到任何行星在PDS 70的内部圆盘中形成。然而，他们确实看到了硅酸盐形式的建造岩石世界的原材料。水蒸气的探测意味着，如果岩石行星正在那里形成，它们从一开始就有水可用。

“我们发现相对较多的小尘埃颗粒。结合我们对水蒸气的探测，内盘是一个非常令人兴奋的地方，”荷兰拉德布大学的合著者Rens Waters说。

标题为“PDS 70内盘；发射光谱。”该图以垂直y轴上的光亮度对水平x轴上的以微米为单位的光波长的曲线图的形式示出了光谱。用韦伯的MIRI(中红外仪器)获得的PDS 70原行星盘的光谱显示了水汽的许多发射线。科学家们确定，水在系统的内盘，距离恒星不到1亿英里，这是岩石类地行星可能正在形成的区域。从太空望远镜科学研究所下载全分辨率版本。鸣谢:美国航天局、欧空局、加空局、J. Olmsted (STScI)

这一发现提出了水从何而来的问题。MINDS团队考虑了两种不同的情况来解释他们的发现。

一种可能性是水分子在我们检测到它们的地方形成，因为氢原子和氧原子结合了。第二种可能性是冰包裹的尘埃颗粒从冷的外盘被运送到热的内盘，在那里水冰升华并变成蒸汽。这样的运输系统将会令人惊讶，因为尘埃必须穿过两个巨大行星划出的巨大缺口。

这一发现提出的另一个问题是，当恒星的紫外光应该分解任何水分子时，水是如何在离恒星如此近的地方生存的。最有可能的是，灰尘和其他水分子等周围物质充当了保护屏障。结果，在PDS 70的内盘中检测到的水能够经受住破坏。

最终，该团队将使用Webb的另外两个仪器，NIRCam(近红外相机)和NIRSpec(近红外光谱仪)来研究PDS 70系统，以获得更好的理解。

这些观察作为保证时间观察计划1282的一部分。这一发现已经发表在《自然》杂志上。

詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯正在解开我们太阳系的谜团，观察其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb是由NASA及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和加拿大航天局领导的一项国际计划。