詹姆斯·韦伯太空望远镜破解彗星晶体之谜

NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜2024年NIRCam图像显示原恒星EC 53被圈出。研究人员利用韦伯的MIRI新数据证明，晶体硅酸盐形成在恒星周围气体和尘埃盘中最炽热的部分——并可能被射向系统的边缘。图片来源：uux.cn/NASA、ESA、CSA、STScI、Klaus Pontoppidan（NASA-JPL）、Joel Green（STScI）/图像处理：Alyssa Pagan（STScI）

（神秘的地球uux.cn）据《大众科学》（安德鲁·保罗）：太阳系中一些最遥远的彗星可能非常令人困惑。许多天体含有只有在高温下才形成的结晶硅酸盐，这对天文学家来说并不合理。这些彗星大部分时间生活在极其寒冷的奥尔特云和柯伊伯带内，平均气温为-450华氏度。那么，为什么是与热相关的硅酸盐呢？

经过多年的猜测，科学家们终于相信，他们已经找到了晶体难题，这得益于NASA詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的新成像。他们的解释在本周发表在《自然》杂志上的一篇论文中详细说明，答案位于一颗与太阳大小相当的遥远年轻恒星附近。

EC 53只是距离地球约1300光年的蛇状星云内形成的数千颗原恒星之一。像它的众多兄弟一样，EC 53被极高温度的尘埃和气体包裹——正是能够锻造结晶硅酸盐的环境类型。它也很情绪化。经过约18个月的相对平静后，原恒星开始大约100天的觅食狂潮，吸入周围的尘埃云。与此同时，喷流将部分物质清除至原行星盘边缘。

天文学家将JWST的中红外仪器（MIRI）对准原恒星后，识别并绘制了EC 53活跃和休眠周期中某些物质的位置。他们很快注意到，像福斯特莱特和恩斯塔特石这样的结晶硅酸盐并不会留在它们的恒星发源地附近。韩国首尔国立大学的天文学家、研究合著者李正恩现在认为，EC 53及类似的原恒星在这些用餐时间会将新产生的硅酸盐抛入深空。

这幅图代表了环绕原恒星EC 53的一半气体和尘埃盘。恒星爆发周期性地形成结晶硅酸盐，这些硅酸盐被发射到系统边缘，彗星和其他冰质岩石体最终可能在那里形成。图片来源：uux.cn/NASA、欧洲航天局、CSA、伊丽莎白·惠特利（STScI）

“EC 53的分层喷流可能会将这些新形成的晶体硅酸盐抬升并向外转移，就像在宇宙高速公路上一样，”李解释道。“韦伯不仅向我们展示了恒星附近尘埃中具体有哪些硅酸盐，还展示了它们在爆发前和爆发期间的位置。”

加拿大国家研究委员会的研究合著者兼首席研究官Doug Johnstone补充道：“即使作为科学家，我也很惊讶能在太空中发现特定的硅酸盐，包括靠近EC 53的福斯特赖特和恩斯塔泰特。这些是地球上常见的矿物。我们星球的主要成分是硅酸盐。”

虽然EC 53已经生长了数百万年，但这颗原恒星远未完成。李、约翰斯顿及其同事估计，原恒星可能会被尘埃云包围10万年。在这段时间里，微小的岩石和碎片应会继续碰撞并融合，形成未来气体和类地行星的构件。最终，一个类似于绕太阳运行的新恒星系统将从EC 53中出现——其喷射的硅酸盐很可能正朝着它们自己的彗星前进。