宇宙其在搭积木? 450光年外发现“行星积木”揭开行星形成之谜

我们脚下的地球、夜空中的木星，甚至整个太阳系，最初都可能是由一堆“太空鹅卵石”慢慢“拼”出来的？

最近，一项发表在英国皇家天文学会2025年国家天文学会议上的研究，让我们离解开“行星如何诞生”的谜题又近了一步——科学家用英国e-MERLIN射电望远镜阵列，在距离地球约450光年的两颗年轻恒星（DGTau和HLTau）周围，首次直接观测到了“厘米级行星卵石”！这些“小石子”，正是行星形成的关键“积木”。

藏在星尘里的“行星胚胎”

故事要从“原行星盘”说起。当一颗年轻恒星诞生时，周围会包裹着一圈由气体和尘埃组成的圆盘，这就是行星诞生的“孵化场”——原行星盘。过去，天文学家通过光学、红外望远镜和ALMA（阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列），已经能看到盘中的气体和微米级尘埃（比如细沙），也发现了近2000颗成熟行星，但中间的“成长过程”一直像被迷雾笼罩。

“就像做蛋糕，我们知道需要面粉（尘埃）和烤箱（原行星盘），但面粉如何变成面团（卵石）、面团如何烤成蛋糕（行星），中间的步骤却看不清。”参与研究的曼彻斯特大学AnitaRichards博士打了个比方。

而这次的突破，正是找到了这团“迷雾”中的关键一环——厘米级卵石。

研究团队利用e-MERLIN的高分辨率和灵敏度（它由英国7台射电望远镜通过光纤联网，覆盖217公里范围），在DGTau和HLTau的原行星盘中，探测到了这些“小石子”的踪迹。更惊喜的是，它们的分布范围竟延伸到了类似海王星轨道的距离（约45亿公里）！

“这些卵石的总量，可能足够形成比太阳系更庞大的行星系统。”SKA天文台的KatieHesterly博士解释道，“就像45亿年前木星诞生时那样，这些卵石会慢慢聚集，最终‘滚’成行星。”

为什么是“厘米级”？

这里有个关键的科学细节：不同大小的物质，会在不同波长的电磁波下“显形”。比如，微米级尘埃在红外或亚毫米波下更明显，而厘米级卵石的最佳“曝光波长”恰好是几厘米——这正是e-MERLIN的“专长”。

“当尘埃颗粒互相碰撞、粘合成厘米级卵石时，它们的表面积会大幅减少，用传统望远镜更难观测。”项目负责人、卡迪夫大学JaneGreaves教授说，“但e-MERLIN能精准捕捉到这些‘小石子’发出的射电信号，让我们看清行星形成的‘中间阶段’。”

这项名为PEBBLeS（行星地球构建块——e-MERLIN遗产巡天）的研究，不仅填补了行星形成理论的空白，还为未来更强大的望远镜“铺路”。比如，2031年将投入科学验证的SKA（平方公里阵列望远镜），灵敏度和规模远超现有设备，有望一次性观测数百个行星系统，彻底揭开“行星如何诞生”的全貌。

“e-MERLIN让我们看到了可能性，而SKA会带我们走得更远。”Hesterly博士说。

从“小石子”到太阳系：我们的过去，它们的现在

想想看，45亿年前的太阳系，可能也经历过这样的场景——年轻的太阳周围，无数厘米级卵石在原行星盘中“漂流”，碰撞、聚集，最终形成了水星、金星、地球，还有气态巨行星木星、土星……

而今天，科学家在450光年外的DGTau和HLTau周围，看到的正是我们太阳系的“过去”。这些“行星积木”的发现，不仅是对理论的验证，更让我们对“地球从何而来”有了更具体的想象。

下次仰望星空时，不妨想想那些遥远的“星尘剧场”——或许在某个年轻恒星的原行星盘里，正有新的行星，在“太空鹅卵石”的碰撞中悄然诞生。

你对“行星如何形成”还有哪些好奇？