即使是極紫外輻射也無法阻止行星形成

行星在原行星盤中形成，而這些氣體與塵埃構成的原行星盤繞著年輕恆星旋轉。這些圓盤內部難以觀測，很難直接看到行星形成的過程，導致我們對其細節尚不完全了解，天文學家想知道的一個問題是極紫外輻射是否會干擾行星形成的過程。

極紫外輻射（EUV或XUV）指的是波長約介於10至121奈米的輻射，位於遠紫外與軟X光之間。年輕大質量恆星會產生大量EUV輻射，對鄰近的天體（包含原行星盤）產生破壞性影響。天文學家一直想知道EUV是否會擾亂這些原行星盤中的行星形成過程，而一項於5月20日發表於《天體物理學期刊》的新研究正好解答了這個問題。

由於原行星盤內部有遮蔽塵埃，因此觀測多半侷限於相對太陽系距離較近的圓盤。不幸的是，這些鄰近的圓盤並不位於巨星釋放EUV的環境中。幸運的是，現在天文學家有了JWST。JWST能觀測到遙遠的恆星形成區（SFR）中的原行星盤，那裡強烈的紫外線輻射對區域中的圓盤造成劇烈影響。研究團隊使用JWST觀測距離地球約5,500光年位於NGC 6357（龍蝦星雲）中的年輕恆星。這個區域擁有20多顆會釋放強大EUV能量的巨星，其中兩顆是銀河系中最巨大的恆星之一。這是一個幾乎理想的環境，可研究EUV對行星形成的影響。本次發表的研究聚焦於一顆類太陽質量的恆星XUE 1與其原行星盤。XUE 1是年輕星團Pismis24的一部分，而該星團位於NGC 6357恆星形成區中，釋放EUV的O型星距離XUE 1僅一光年。

▲ 此圖顯示了Pismis24星團中的XUE 1及其鄰近恆星，藍色圓圈表示O型恆星，是破壞性EUV輻射的來源。（Source：IOP）

透過JWST觀測與天體化學模型，研究團隊成功辨識出盤中的塵埃顆粒，這些顆粒足以形成10顆水星質量的行星。他們還發現了水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、氰化氫與乙炔等分子，這些分子預期會參與新生行星大氣的形成。這些氣體與塵埃的發現顯示，即使在極紫外輻射的環境下，行星形成的基本材料仍然存在。同時，儘管形成行星的材料仍在，鄰近O型星釋放的強烈輻射仍正在衝擊這個圓盤。像是氰（CN）與多環芳香烴（PAH）等分子可用來追蹤紫外線照射，但研究團隊沒有在此圓盤中發現它們的存在，推測 XUE 1的圓盤是個緊湊、且外部氣體已被XUV剝離的結構。整個圓盤只延伸到10 AU，差不多是太陽系中土星的距離。

這些發現支持了即使原始行星盤暴露在強輻射下，仍然可以形成行星的觀點，這有助於解釋為何我們發現系外行星在宇宙中非常普遍。論文作者補充研究使用的模型相較簡化，XUE 1的圓盤可能更大、更完整。進一步觀測一群受強輻射照射的原行星盤將有助於釐清這種模型的不確定性。