類似我們太陽的年輕恆星，並非在真空中誕生。它們周圍環繞著由氣體和塵埃組成的緻密盤——真正的宇宙搖籃，行星在此誕生。但氣體，這個木星和土星等巨行星大氣的主要建材，並非永恆。它逐漸消散，機會之窗迅速關閉。
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的新觀測涵蓋了72個年輕恆星系統，首次讓我們看到這種現象在原始行星盤不同生命階段是如何發生的。這項研究結果發表於《天文學雜誌》，由亞利桑那大學的納曼·巴賈傑領導。共同作者包括SETI研究所的科學家烏瑪·戈爾蒂，她數十年來一直在研究此類盤的消散過程。
韋伯望遠鏡MIRI儀器的數據就像一卷膠片：每個系統都是行星演化最初數百萬年電影中的一個畫面。在最年輕的盤中，物質仍活躍地落入恆星，強大的噴流和寬廣的風主導。它們由穿透盤的磁場驅動。分子氫——這些區域中最常見的分子——和電離氖幫助科學家追蹤帶走質量和角動量的流。
隨著時間推移，情況發生變化。當物質落入恆星的流減弱時，噴流平息，風主要變成原子性的。恆星本身的高能輻射——紫外線和X射線——穿透稀薄的氣體，加熱它並使其逃逸。這個過程被稱為光致蒸發，扮演越來越重要的角色。戈爾蒂長期研究這個過程，現在觀測證實了理論如何在數十個系統中與現實吻合。
「行星形成是一場與時間的賽跑，」巴賈傑說。「像木星這樣的氣體巨行星必須在盤仍足夠緻密以提供它們大氣之前，收集其巨大的大氣層，然後風和噴流將這些原始材料帶入太空。」
戈爾蒂補充說：盤的消散設定了基本時鐘。一旦氣體消失，形成富含氣體的行星的機會幾乎結束。在72個盤中，科學家在66個中看到了分子氫和電離氖的延伸外流。在46個系統中檢測到錐形分子風，在40個系統中檢測到快速氖噴流。每個有氖噴流的系統也顯示出氫或氧的風跡。
這些數據延續了同一團隊的早期工作。2024年，利用韋伯望遠鏡成功拍攝到年輕恆星T Cha周圍盤中氣體逸出的畫面。現在規模擴大到數十個天體，而且越來越清楚：沒有一個機制是單獨運作的。系統從強磁噴流階段過渡到原子風時代，包括光致蒸發。
接下來是精確測量，究竟有多少氣體被帶走，以及來自盤的哪些區域。這不僅有助於理解巨行星的機會之窗關閉的速度，還有助於了解不同類型的行星究竟在哪裡成功形成。與此同時，觀測提醒我們：宇宙中一切以驚人的方式相連。巨大的流、磁場、年輕恆星的輻射和微妙的化學痕跡共同作用，創造出有時能誕生像我們這樣世界的條件。我們生活在一個宇宙中，即使行星的誕生也是一場持續數百萬年的戲劇性賽跑，而韋伯望遠鏡首次讓我們看到其壯麗的全貌。
