韋伯望遠鏡直擊衛星誕生地，或解開衛星形成祕密

詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡（JWST）首次直接量測一個潛在「衛星形成盤」化學與物理性質。這富含碳的盤面環繞系外行星 CT Cha b 周圍，距離地球約 625 光年。雖然韋伯資料未發現任何衛星，但這個盤面可能正是衛星誕生的工廠。

這顆行星環繞的母恆星 CT Cha 僅 200 萬年歷史，仍在吸積環星物質。然韋伯發現的衛星形成盤並不是中央恆星更大吸積盤的一部分。母恆星與伴星 CT Cha b 間距離約 740 億公里，約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的，而不是母恆星吸積盤的延伸。

韋伯用中紅外線儀器觀測 CT Cha b。團隊在環行星盤發現七種含碳分子，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。研究員只發現水，卻沒有碳。兩者差異顯示衛星形成盤短短 200 萬年內就經歷了快速化學變化。

▲ 這張模擬圖顯示距離地球 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，背景可見母恆星及環星盤。（製圖：NASA / ESA / CSA / STScI / Gabriele Cugno (University of Zürich, NCCR PlanetS) / Sierra Grant (Carnegie Institution for Science) / Joseph Olmsted (STScI) / Leah Hustak (STScI)）

太陽系四顆行星共有超過 400 顆已知衛星，這些衛星從何而來？對大型衛星而言，如木星四顆伽利略衛星，最受歡迎的說法是行星形成時，由環繞行星的氣體與塵埃盤，也就是「衛星形成盤」凝聚而成。然過程發生在 40 多億年前，現今難找到直接證據。但我們知道，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，但可能擁有碳或矽組成的岩石核心，顯示當時盤面也經歷過快速化學變化。

觀測行星與衛星形成，對理解行星系統的演化至關重要。衛星數量可能超過行星，甚至有些能孕育生命。這發現不僅讓我們首次見證衛星形成場景，也同時看到行星正在成形。韋伯資料揭示建造行星與衛星的原料與化學性質，對比太陽系 40 多億年前誕生過程，有無可取代的價值。