(主) 原行星盘的插图；(插图) 詹姆斯·韦布太空望远镜的艺术渲染。（图片来源：欧洲航天局/美国国家航空航天局，AVO项目和保罗·帕多瓦尼）通过詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST），天文学家研究了72颗年轻的类太阳恒星。结果发现，形成行星确实是一场与时间的赛跑。这是因为作为行星构建块的物质不断逃离环绕幼星的气体和尘埃的旋涡盘，或者称作原行星盘。一些类型的行星可能会发现它们的形成窗口比其他类型的更早关闭。研究团队的研究代表了迄今为止对物质如何逃离这些原行星盘以及这种逃逸如何产生不同阶段的行星形成过程的最深入调查。总的来说，该研究有助于更好地描绘出我们太阳系在大约46亿年前围绕幼星形成的原因和方式。“像木星这样的气体巨星必须在盘仍然足够庞大以供应它们之前，组装起它们的庞大气氛，然后风和喷流将这种原材料带走到太空中，”亚利桑那大学的团队负责人纳曼·巴贾吉在声明中说。幼星周围的恶劣风暴研究团队使用JWST的中红外仪器（MIRI）收集的数据进行研究。科学家们通过追踪分子氢的运动来监测物质损失，分子氢是原行星盘中最常见的分子之一。参与调查的每颗恒星代表了恒星系统早期生命的不同阶段。这意味着将这些快照拼凑在一起能够让研究人员创建一个有关行星系统早期生命的“电影”。这种方法最重要的发现之一是，原行星盘中物质损失的机制似乎随着幼星的老化而演变并改变主导地位。这很重要，因为像木星和土星这样的气体巨星有巨大的气氛。因此，它们的形成需要更多的原材料，而这与较小的岩石世界（如地球）不同。理解物质损失使科学家可以确定气体巨星可以在原行星盘演化的哪些阶段形成。“这项研究令人兴奋的地方在于，我们现在可以观察到大规模的年轻系统如何随着时间的推移改变从行星形成盘中移除气体的机制，”SETI研究所的团队成员乌玛·戈尔蒂在声明中说。“盘的扩散为行星形成设定了一个基本时钟：一旦气体消失，建立富含气体的行星的机会就基本结束了。”原行星盘演化的插图，其中靠近幼星的物质已被扩散（图片来源：美国国家航空航天局/JPL-Caltech/T. Pyle（SSC））研究人员发现，在原行星盘早期演化过程中，强大的磁驱动喷流和风主导着质量损失。这些喷流和风由穿过原行星盘的磁场提供能量。随着盘变薄，星光更容易穿透盘，这些风和喷流减弱，磁过程则被来自幼星的高能辐射所主导，这种辐射使气体电离并将其吹入太空。后者的过程被称为光蒸发。所有这些表明，没有一种单一的过程负责剥离围绕幼星的行星形成物质。研究还表明，JWST非常能够研究单个幼星周围的气体和尘埃的散布。团队的下一步是发现这些不同机制转移了多少物质。科学家们还可以研究这些机制在盘中操作的区域。这将进一步帮助开发模型，以揭示行星形成被关闭的速度——以及在原行星盘的哪些区域不同类型的行星最有可能形成。该团队的研究于8月25日（星期二）发表在《天文学期刊》上。罗伯特·利亚是英国的一名科学记者，他的文章已在《物理世界》、《新科学家》、《天文学杂志》、《所有空间》、《新闻周刊》和ZME科学发表。他还为Elsevier和《欧洲物理杂志》撰写关于科学传播的文章。罗布拥有英国开放大学的物理与天文学学士学位。可以在推特上关注他 @sciencef1rst。