詹姆斯·韦伯太空望远镜在岩石行星形成带探测到水蒸气

中间偏左，詹姆一个明亮的斯韦水蒸光源照亮了周围暗红色的圆盘。该盘从左上向右下倾斜，伯太并具有螺旋特征，空望在恒星附近最为突出。远镜岩石这位艺术家的行星形成概念描绘了恒星PDS 70及其内部的原行星盘。美国宇航局的詹姆詹姆斯·韦伯太空望远镜的新测量结果在距离恒星不到1亿英里的地方探测到了水蒸气——这是一个岩石类地行星可能正在形成的区域。这是斯韦水蒸首次在已知拥有两个或更多原行星的圆盘的陆地区域探测到水，其中一个显示在右上角。伯太鸣谢:美国航天局、空望欧空局、远镜岩石加空局、行星形成uux.cn/J. Olmsted (STScI)
（神秘的詹姆地球uux.cn）据美国宇航局：韦伯在岩石行星形成带探测到水蒸气，这一发现表明，斯韦水蒸有一个水库可供类地行星聚集在那里。伯太
众所周知，水对生命至关重要。然而，科学家们争论它是如何到达地球的，以及同样的过程是否可以孕育围绕遥远恒星运行的岩石系外行星。新的见解可能来自位于370光年之外的行星系统PDS 70。这颗恒星拥有一个由气体和尘埃组成的内盘和外盘，中间相隔50亿英里(80亿公里)宽的间隙，在这个间隙中有两颗已知的气态巨行星。
美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜的MIRI(中红外仪器)的新测量结果在该系统的内盘中检测到了水蒸气，距离恒星不到1亿英里(1.6亿公里)——岩石类地行星可能正在形成的区域。(地球距离我们的太阳9300万英里。)这是首次在已知拥有两个或更多原行星的圆盘的陆地区域探测到水。
“我们在其他圆盘中也看到过水，但没有在行星正在聚集的系统中如此接近。位于德国海德堡的马普天文研究所(MPIA)的首席作者朱利亚·佩罗蒂说:“在韦伯之前，我们无法进行这种类型的测量。
“这一发现非常令人兴奋，因为它探索了类似地球的岩石行星通常形成的区域，”MPIA主任托马斯·亨宁补充道，他是论文的合著者。亨宁是进行探测的韦伯MIRI(中红外仪器)的联合首席研究员，也是获取数据的MINDS (MIRI中红外圆盘调查)项目的首席研究员。
形成行星的潮湿环境
PDS 70是一颗K型恒星，比我们的太阳还要冷，估计有540万年了。就具有行星形成盘的恒星而言，这是相对古老的，这使得水蒸气的发现令人惊讶。
随着时间的推移，行星形成盘中的气体和尘埃含量会下降。要么是中央恒星的辐射和风吹散了这些物质，要么是尘埃成长为更大的物体，最终形成行星。由于之前的研究未能在类似年龄的圆盘中心区域检测到水，天文学家怀疑它可能无法在严酷的恒星辐射下存活，导致干燥的环境，无法形成任何岩石行星。
天文学家还没有探测到任何行星在PDS 70的内部圆盘中形成。然而，他们确实看到了硅酸盐形式的建造岩石世界的原材料。水蒸气的探测意味着，如果岩石行星正在那里形成，它们从一开始就有水可用。
“我们发现相对较多的小尘埃颗粒。结合我们对水蒸气的探测，内盘是一个非常令人兴奋的地方，”荷兰拉德布大学的合著者Rens Waters说。

标题为“PDS 70内盘；发射光谱。”该图以垂直y轴上的光亮度对水平x轴上的以微米为单位的光波长的曲线图的形式示出了光谱。用韦伯的MIRI(中红外仪器)获得的PDS 70原行星盘的光谱显示了水汽的许多发射线。科学家们确定，水在系统的内盘，距离恒星不到1亿英里，这是岩石类地行星可能正在形成的区域。从太空望远镜科学研究所下载全分辨率版本。鸣谢:美国航天局、欧空局、加空局、uux.cn/J. Olmsted (STScI)
水的来源是什么？
这一发现提出了水从何而来的问题。MINDS团队考虑了两种不同的情况来解释他们的发现。
一种可能性是水分子在我们检测到它们的地方形成，因为氢原子和氧原子结合了。第二种可能性是冰包裹的尘埃颗粒从冷的外盘被运送到热的内盘，在那里水冰升华并变成蒸汽。这样的运输系统将会令人惊讶，因为尘埃必须穿过两个巨大行星划出的巨大缺口。
这一发现提出的另一个问题是，当恒星的紫外光应该分解任何水分子时，水是如何在离恒星如此近的地方生存的。最有可能的是，灰尘和其他水分子等周围物质充当了保护屏障。结果，在PDS 70的内盘中检测到的水能够经受住破坏。
最终，该团队将使用Webb的另外两个仪器，NIRCam(近红外相机)和NIRSpec(近红外光谱仪)来研究PDS 70系统，以获得更好的理解。
这些观察作为保证时间观察计划1282的一部分。这一发现已经发表在《自然》杂志上。
詹姆斯·韦伯太空望远镜是世界上首屈一指的太空科学天文台。韦伯正在解开我们太阳系的谜团，观察其他恒星周围的遥远世界，探索我们宇宙的神秘结构和起源以及我们在其中的位置。Webb是由NASA及其合作伙伴ESA(欧洲航天局)和加拿大航天局领导的一项国际计划。
媒体联系人:
劳拉·贝兹马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心。laura.e.betz@nasa.gov
克里斯汀·普廉姆马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所。cpulliam@stsci.edu