#恒星和行星一起生长#
一个天文学家小组发现，在我们年轻的太阳系中，行星的形成比以前认为的要早得多，行星的组成部分与它们的母恒星同时生长。
对宇宙中一些最古老恒星的研究表明，像木星和土星这类行星的组成部分是在年轻恒星成长的同时开始形成的。人们曾认为，行星只有在恒星达到其最终大小时才会形成，但是发表在《自然·天文学》杂志上的新结果表明，恒星和行星是一起“长大”的。
这项由剑桥大学领导的研究改变了我们对包括太阳系在内的行星系统如何形成的理解，有可能解决天文学中的一个重大难题。
该研究的第一作者、剑桥大学天文学研究所的Amy Bonsor博士说：“我们对行星如何形成有很好的了解，但我们有一个悬而未决的问题是，它们何时形成：行星的形成是在恒星还在成长的时候就开始了，还是在数百万年后才开始的？”
为了尝试回答这个问题，Bonsor和她的同事们研究了白矮星的大气层——像太阳一样古老的、微弱的恒星残留物——来研究行星形成的组成部分。
Bonsor说：“一些白矮星是神奇的实验室，因为它们稀薄的大气层几乎就像天体的‘坟墓’。”
通常情况下，行星的内部是‘望远镜无法观测到的。但有一类特殊的白矮星——被称为被“污染”的系统——在它们通常干净的大气中含有镁、铁和钙等重元素。
这些元素一定来自行星形成过程中留下的小行星等小天体，它们撞上了白矮星并在其大气中燃烧殆尽。因此，对被污染的白矮星的光谱观测可以探测那些被撕裂的小行星的内部，让天文学家直接了解它们的形成条件。
行星的形成被认为开始于一个原行星盘——主要由氢、氦以及微小的冰和尘埃颗粒组成——围绕着一颗年轻的恒星旋转。根据目前行星形成的主要理论，尘埃粒子相互粘在一起，最终形成越来越大的固体。其中一些较大的天体将继续吸积，成为行星，有些则仍然是小行星，就像目前研究中撞向白矮星的那些。
研究人员分析了来自附近星系的200颗受污染白矮星的大气光谱观测结果，并发现在这些白矮星大气中看到的混合元素只有在许多最初的小行星曾经“融解”的情况下才能解释。
“融化的原因只能归因于寿命很短的放射性元素，它们存在于行星系统的最初阶段，但在短短100万年内就会衰变消失，”Bonsor说，“换句话说，如果这些小行星是被一些只在行星系统形成之初存在很短时间的东西融化的，那么行星形成的过程一定会非常迅速。”
这项研究表明，早期形成的情况很可能是正确的，这意味着木星和土星有足够的时间成长为目前的大小。
图片来自Amanda Smith。
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韦伯太空望远镜拍摄的巨型星系团Abell2744外部区域，发现了迄今为止观测到的最远星系中的两个，很可能改写之前的记录。这些星系不在星系团内部，而是在它后面数十亿光年之外。标有(1)的星系存在于大爆炸后4.5亿年。标有(2)的星系存在于大爆炸后3.5亿年。两者的形成时间都非常接近138亿年前发生大爆炸的时间点。与我们的银河系相比，这些星系很小，只有百分之几，即使是(1)意外拉长的星系也是如此。之前的纪录保持者是，编号GN-z11的星系，它存在于大爆炸后4亿年（红移11.1），2016年被哈勃和凯克天文台在深空计划中发现。　　
这种宇宙考古会让你的脑袋爆炸，突然间你发现的不是一座失落的城市而是一个曾经的世界。韦伯的观察使天文学家达成共识，早期宇宙中异常数量的星系比预期的要亮得多。研究人员说，这将使韦伯在随后的深空调查中更容易找到更多早期星系。这些星系可能在大爆炸后1亿年就开始聚集在一起。没有人预料到黑暗时代结束的这么快，光明时代就来临了。　　

为完成使命，弄清恒星是怎么诞生的，这一世纪难题。詹姆斯韦伯望远镜加班加点，起早贪黑，相继拍摄了船底座星云、狼蛛星云和猎户座星云图像。星云是各种恒星的摇篮，像一个痴汉仔细观察美女一样，仔细观察星云我们会很有收获。比如恒星的形成环境、没点燃之前的恒星老蒙着脸干啥，点燃之后的恒星嚣张到什么程度等等。点燃之前的恒星称为原恒星，它们虽然也发光，但朦胧隐晦，绝不让你看清它的宝贝。点燃核聚变则标志着一颗崭新恒星的诞生，放射出的万丈光芒，就像漆黑夜晚中点燃的一根火柴，生怕别人看不到它。
# 宇宙虚无缥缈空间无限大，漆黑中恒星是怎么形成的呢？
我这正好有一本恒星修炼生存指南，上面记录了这段绝密过程：
这还要从星云中分子云说起，分子云受到超新星爆炸冲击波的干扰，尘埃气体团块开始形成，它们密度越来越大引力越来越强逐渐形成原恒星核心。原恒星核心不断吸收周围的气体和尘埃形成旋转的吸积盘。周围的宇宙尘埃就是原恒星的粮食，所以我们要研究恒星，就要把望远镜对准宇宙深处的星云。原恒星获得的质量越来越多，压缩的越来越致密。当核心温度升高到超过核聚变阈值的程度，漆黑的夜空中卖火柴的小女孩又划着了一根火柴。
受限于哈勃望远镜能力限制，我们只能看到模糊不清的图像。但韦伯来了解决了这一问题。凭借它对红外线敏锐的视觉，可以穿透气体尘埃看到云层内部正在发生的事情，也就是说，韦伯望远镜可以向我们展示恒星是如何形成的。
这张非常壮观的韦伯新图像，向我们展示了原恒星L1527的吸积盘，其中心是一颗处于早期形成阶段的原恒星。原恒星L1527侧面对着韦伯望远镜，两侧呈现出沙漏形状的蝴蝶翅膀。在沙漏中间，黑色圆盘就是原恒星的闺房。但这不是图像中最引人注意的地方，从中心扩展的彩云才是图像的精华。正在形成的恒星发出大量辐射，眼影出周围五彩斑斓的尘埃。蓝色和橙色云描绘了物质离开原恒星并与周围物质碰撞时产生的凹坑，蓝色区域代表冷尘埃，橙色区域是较厚的尘埃块。我们还能看到，从原恒星喷出的物质受到冲击产生的氢分子细丝。原恒星L1527只有10万岁，正处于恒星形成早期，还没被点燃。它的形状还不稳定，热膨胀气体团质量仅为太阳的20%到40%。这种类型的图像对天文学家了解恒星的形成非常重要。