天文学家捕捉到一颗年轻恒星的“旋转螺旋”，这会是一颗新行星的诞生地吗？
部分减去轴对称分量后的去投影连续体图像。图片来源：uux.cn自然天文学 （2025）。DOI：10.1038/s41550-025-02639-y
（神秘的地球uux.cn）据今日科学新闻：在智利的高沙漠中，在地球上一些最晴朗的天空下，坐着人类最强大的宇宙之眼之一：阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列，更广为人知的名字是 ALMA。这个由 66 根无线电天线组成的庞大集合协同工作，捕获来自宇宙中最冷和最隐蔽区域的微弱信号，恒星和行星的诞生地。现在，ALMA 为我们提供了一个罕见而令人叹为观止的新世界诞生的视角。
天文学家研究位于狼疮座 515 光年外的一颗名为 IM Lup 的年轻恒星，捕捉到了周围尘埃和气体盘中螺旋的旋转运动。这些螺旋不仅美丽，而且是宇宙中最深刻的过程之一：行星形成的线索。
围绕年轻明星的神秘螺旋
年轻的恒星通常被原行星盘、巨大的气体和尘埃环包围，它们像宇宙建筑工地一样运行。在这些圆盘内，微小的颗粒碰撞、粘连，并慢慢长成鹅卵石、岩石，最终形成行星。但天文学家长期以来一直在寻求这种转变何时以及如何发生的明确特征。
这些圆盘内的螺旋图案是最诱人的线索之一。它们就像河流中的漩涡，宇宙海洋中蜿蜒的水流。多年来，科学家们一直在争论它们的含义。螺旋是否表明行星已经形成并在圆盘中雕刻波浪？或者螺旋本身可能是行星诞生过程的一部分？
IM Lup 的案例提供了一个找出答案的机会。它的圆盘显示出宏伟的螺旋，但它们的起源尚不清楚。为了解开这个谜团，天文学家不仅需要快照，还需要时间本身——一种观察这些螺旋移动的方法。
行星苗圃的定格动画电影
由总研大和日本国立天文台的吉田智宏领导的国际研究小组将 ALMA 变成了类似宇宙电影摄影机的东西。在七年的时间里，ALMA 对 IM Lup 进行了四次观测，每次都记录了其旋转盘中微弱的毫米波尘埃和气体光芒。
通过仔细结合这些观察结果，研究人员创建了螺旋的定格动画。人类第一次可以看到旋臂围绕一颗年轻恒星的实际运动，像缓慢而优雅的舞蹈一样一帧一帧地展开。
结果令人振奋。螺旋不会像由一颗隐藏的、完全成型的行星引起的那样移动。相反，证据表明螺旋本身是动态结构，可能有助于新行星的形成。蜿蜒运动似乎集中了尘埃和气体，为行星种子生长创造了肥沃的土壤。
“当我看到分析结果——运动中螺旋的动态可视化——我兴奋地尖叫起来，”吉田回忆道。他的话捕捉到了目睹一些既非常陌生又与我们自己的起源密切相关的事物的敬畏。毕竟，我们太阳系中的每一颗行星，包括地球，都曾经是这样的圆盘的一部分。
为什么这些发现很重要
围绕 IM Lup 的发现不仅仅是一张美丽的图像;这是一项科学突破。通过揭示螺旋可以成为行星形成的活性因素，而不仅仅是现有行星的副作用，这些发现扩展了我们对行星系统如何出现的理解。
这对天文学具有深远的影响。如果螺旋确实是行星形成的沃土，那么像 IM Lup 这样的圆盘可能是整个银河系行星诞生的常见地点。这意味着现在可能有无数恒星的螺旋正在蜿蜒成世界，就像我们的太阳曾经做过的那样。
该研究还强调了科学中耐心的力量。行星的形成历时数百万年，时间尺度远远超出了人类的一生。然而，通过一次又一次地返回 IM Lup，天文学家能够将岁月压缩为瞬间，为我们提供了一个难得的机会来看到一个通常隐藏在视线之外的过程。
了解我们自己过去的窗口
像这样的发现之所以如此感人，是因为它们与我们自己的故事有关。数十亿年前，在海洋、森林或城市出现之前，我们的太阳系只不过是一个被尘埃飞扬的圆盘包裹的年轻太阳。在这种漩涡物质的某个地方，螺旋可能有助于收集物质，将尘埃颗粒推入地球的第一批组成部分。
当我们观察 IM Lup 时，我们不仅仅是在研究一颗遥远的恒星，而是在瞥见我们自己起源的反映。ALMA 捕捉到的螺旋提醒人们，行星不是罕见的意外，而是宇宙演化的自然结果。他们告诉我们，创造新世界的条件可能会写入恒星诞生的结构中。
未来之路：记录行星系统的诞生
对于吉田和他的团队来说，IM Lup 只是一个开始。他们计划使用ALMA对其他年轻恒星及其圆盘进行类似的长期观测。我们的梦想不仅是拍摄快照，还要制作一部关于行星系统正在形成的完整纪录片——从最早的螺旋到行星的诞生等等。
ALMA 具有无与伦比的灵敏度和稳定性，非常适合这项任务。它能够跟踪多年来微弱、寒冷的信号，使天文学家能够将不可见的变成可见的，揭示出对人眼来说过于微妙和缓慢的过程。
每一次新的观察都让我们更接近回答这个永恒的问题：世界是如何形成的？
充满可能性的宇宙
IM Lup 周围的螺旋提醒我们，宇宙充满了创造。恒星诞生，圆盘形成，行星出现，最终，其中一些行星可能孕育着生命。我们是这个大循环的一部分，由恒星的尘埃组成，并由控制它们螺旋的物理学滋养。
ALMA 通过多年的耐心观察捕捉到的尘埃围绕着一颗年轻恒星旋转的景象不仅是一个科学结果，它还提醒我们我们在宇宙中的位置。在外面的某个地方，无数其他螺旋可能正在蜿蜒进入充满新地球、新天空，甚至可能是新生物惊奇地仰望的未来。
最后，IM Lup 的故事也是我们的故事。这是一个关于开始的故事，尘埃变成世界，寂静变成歌声的故事。多亏了科学家的远见和像 ALMA 这样的望远镜的力量，我们有幸见证了这个故事的一个章节的展开，它以光的螺旋写在浩瀚的太空中。
更多信息：Tomohiro C. Yoshida 等人，引力不稳定原行星盘中螺旋的缠绕运动，自然天文学 （2025）。DOI：10.1038/s41550-025-02639-y
