太陽系的青春期長什麼樣？殘骸盤觀測提供關鍵線索

太陽系的演化歷史究竟是宇宙中的特例，還是多數行星系統都會經歷的成長過程？月球的形成、行星軌道的重新排列，以及行星完成形成後那段混亂而不穩定的青春期，是否只是太陽系獨有的故事？

為了解答這些問題，天文學家透過阿塔卡瑪大型毫米及次毫米波陣列（ALMA）的高解析度觀測，首度取得 24 個其他恆星周圍「行星殘骸盤」的清晰影像，直接捕捉行星系統在完成形成後、尚未完全定型的關鍵時期。這項成果讓天文學家得以將其他恆星系統的「青春期」樣貌，與太陽系早期的動盪歷史進行比較，重新思考太陽系究竟是少數例外，還是宇宙中的常態。

觀測結果顯示，殘骸盤並非單純平滑的塵埃環，而是呈現多重環帶、清楚的間隙、寬廣的塵埃暈，以及弧狀與不對稱的結構，顯示行星軌道仍在調整，重力作用持續塑形。這正是一段動盪而關鍵的過渡階段，行星系統尚未完全穩定，其結構仍在被重新塑造。這樣的樣貌，正對應到太陽系在月球形成與行星遷移時期所經歷的混亂年代，而這段「青春期」的歷史，至今仍被保存在海王星軌道之外的古柏帶中。行星殘骸盤正是其他恆星系統中與古柏帶相對應的結構，代表行星完成主要形成後所留下的塵埃與碎屑帶。

▲ ALMA 所觀測到的行星殘骸盤拼貼影像，揭示其多樣的結構特徵，包括具有多重環帶的塵埃帶、寬廣且平滑的暈狀結構、銳利的邊界，以及意想不到的弧狀與團塊分布，顯示行星重力正在塑造這些盤面。同時，影像也呈現殘骸盤的化學組成，其中琥珀色標示 24 個殘骸盤中塵埃的位置與豐度，藍色則顯示其中 6 個富含氣體系統內一氧化碳氣體的位置與豐度。（Source：NRAO）

進一步比較不同系統後，天文學家發現，並非所有殘骸盤都呈現相同的演化狀態。有些系統仍保留複雜的次結構，顯示其可能延續了早期行星形成階段的痕跡；另一些則呈現出逐漸擴散、趨於平緩的分布，顯示行星系統會隨時間「冷靜下來」。同樣處於青春期，不同系統卻展現出截然不同的成長步調，反映出行星之間的重力互動、遷移歷史與初始條件的差異。

整體而言，這些殘骸盤描繪出一段行星系統從混亂走向穩定的青春期圖像。在這個階段中，行星軌道可能被重新洗牌，大型撞擊事件頻繁發生，類似形成月球的劇烈碰撞也可能在此時塑造行星系統的最終樣貌。透過比較不同恆星系統中殘骸盤的結構差異，天文學家得以判斷這些特徵究竟是早期形成階段的延續，還是由行星長期塑形所造成。進而理解太陽系的演化歷史，究竟是特例？還是行星成長過程中普遍存在的一環。