长期以来，天文学家一直认为，年轻恒星周围形成行星的气体和尘埃漩涡盘只能持续大约1000万年。 然而，一项突破性的发现表明，对于某些低质量恒星来说，这些星盘可以持续更长的时间--长达3000万年。
图中显示的是一颗质量较小的恒星，周围是由气体和尘埃组成的行星形成盘。 行星的形成过程会导致星盘出现间隙，本图中没有显示。 中心附近的流线显示了圆盘中的物质仍在不断地落到恒星上。 图片来源：NASA/CXC/M. 魏斯
利用美国国家航空航天局詹姆斯-韦伯太空望远镜进行的观测揭示了这类恒星周围稳定、富含气体的环境，为行星的长期形成提供了引人入胜的可能性。 这可能会对我们了解行星演化和地球以外生命的可能性产生重大影响，特别是在像TRAPPIST-1这样的系统中，行星可能有更多的时间在宜居区形成。
如果宇宙有一本相册，里面很可能会有围绕年轻恒星形成的气体和尘埃漩涡盘--行星苗圃的图像。 这些行星形成盘被认为是大多数年轻恒星生命中常见但短暂的阶段，它们提供了建造行星所需的原材料。
通常情况下，这些星盘会持续大约 1000 万年才会消散--从宇宙学的角度来说，这是一个短暂的存在。 然而，亚利桑那大学的研究人员却有了一个惊人的发现：有些星盘的存在时间远远超过预期。 他们的研究结果表明，在非常小的恒星周围，也就是质量只有太阳十分之一或更小的恒星周围，这些星盘的存活时间比以前想象的要长得多。
在《天体物理学通讯》（Astrophysical Letters Journal）上发表的一项研究中，亚利桑那大学月球与行星实验室的冯龙（Feng Long）领导的研究小组详细观测到了一个具有3000万年历史的原行星盘--比科学家通常预期的要老三倍。 他们利用美国国家航空航天局的詹姆斯-韦伯太空望远镜，首次对一个长寿命盘进行了详细的化学分析，为行星的形成和太阳系外宜居世界的潜力提供了新的线索。
论文第一作者、月球与行星实验室萨根研究员朗说："从某种意义上说，原行星盘为我们提供了行星系统的雏形，包括一瞥太阳系萌芽时的模样。"
只要恒星具有一定的质量，年轻恒星发出的高能辐射就会将气体和尘埃吹出星盘，使其不能再作为建造行星的原材料。
研究小组观测到了一颗恒星，它的正式名称是WISE J044634.16-262756.1B--更方便的名称是J0446B--位于哥伦布座（拉丁语中意为"鸽子"），距离地球约267光年。 研究人员发现，它的行星形成盘持续的时间大约是预期时间的三倍。
尽管我们知道大多数星盘在1000万到2000万年内会消散，但我们发现，对于特定类型的恒星来说，它们的星盘可以持续更长的时间。由于星盘中的物质为行星提供了原材料，因此星盘的寿命决定了系统有多少时间来形成行星。
尽管小恒星保留星盘的时间更长，但它们的星盘化学成分并没有发生显著变化。 无论年龄大小，化学成分都是相似的，这表明即使星盘达到很高的年龄，化学成分也不会发生剧烈变化。 这种长寿、稳定的化学环境可以为低质量恒星周围的行星提供更多的形成时间。
通过分析星盘中的气体含量，研究人员排除了J0446B周围的星盘是所谓碎片盘的可能性，碎片盘是一种持续时间较长的星盘，由类似小行星的天体碰撞产生的第二代物质组成。
"我们检测到了氢和氖等气体，这告诉我们，J0446B周围的圆盘中还残留着原始气体。"
作者说，富含气体的长寿命星盘的确认存在对太阳系外的生命有影响。 研究人员特别感兴趣的是TRAPPIST-1系统，它距离地球40光年，由一颗红矮星和七颗大小与地球相似的行星组成。 其中三颗行星位于"宜居带"，这里的条件允许液态水的存在，至少在原则上为生命的形成提供了可能。
合著者说，由于具有长寿命行星盘的恒星与TRAPPIST-1系统中的中心恒星质量相近，因此长寿命行星盘的存在对于行星系统的演化尤其有趣。
LPL行星科学教授伊拉利亚-帕斯库奇（Ilaria Pascucci）说："为了形成我们在TRAPPIST-1上看到的特定轨道排列，行星需要在盘内迁移，这个过程需要气体的存在。我们在这些星盘中发现的气体的长期存在可能是TRAPPIST-1独特排列的原因。"
太阳等高质恒星尚未发现长寿星盘，因为这类恒星系统中的恒星演化得更快，行星形成的时间更短。 作者指出，虽然我们的太阳系走的是一条不同的进化路线，但长寿命星盘可以告诉研究人员很多关于宇宙的信息，因为低质量恒星的数量被认为远远超过类太阳恒星。
更好地了解低质量恒星系统是如何演化的，并获得长寿命星盘的快照，可能有助于为填补宇宙相册中的空白铺平道路。
编译自/scitechdaily
