彗星一直被认为是寒冷、肮脏的雪球,远离太阳。然而多年来,天文学家一直对一个奇怪的事实感到困惑。

许多彗星都含有结晶硅酸盐——这种矿物只有在极高的温度下才能形成。这一事实与太阳系边缘极度寒冷的环境中可能存在生命相矛盾。
这个问题困扰了人们几十年。为什么需要极高温度才能溶解的材料最终会被锁在大部分时间都处于严寒环境中的物体内部呢?
答案或许就藏在明星们混乱而充满暴力的童年经历中。
观看一颗年轻的明星创造晶体
美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的最新观测结果提供了迄今为止最清晰的解释。
通过观察一颗仍然被气体和尘埃包裹的年轻恒星,天文学家观察到晶体硅酸盐在恒星附近形成,然后被推向遥远的寒冷区域。
这是科学家首次将正在形成的恒星系统的高温内部区域与彗星预计形成的低温外部区域直接联系起来。
与我们成熟的太阳系相比,这座晶体工厂大致位于太阳和地球之间的区域。
一条星形传送带
这项发现的核心恒星名为 EC 53。它仍在积极地吞噬周围的气体和尘埃盘。
在星盘深处,温度极高,足以将原始尘埃转化为结晶硅酸盐。这一点人们早已有所怀疑。而韦伯望远镜清晰而详细地展示了这些晶体是如何逸出的。
韩国首尔国立大学教授李正恩是该研究的主要作者。
李说:“EC 53 的分层外流可能会将这些新形成的结晶硅酸盐抬升起来,并像在宇宙高速公路上一样向外输送。”
“韦伯望远镜不仅向我们展示了恒星附近尘埃中究竟有哪些类型的硅酸盐,还展示了它们在爆发前和爆发期间的位置。”
这些外流就像强劲的风。它们从星盘最热的区域上升,向外移动,并将新形成的晶体带走。
随着时间的推移,晶体可以到达圆盘的外部较冷边缘,彗星最终可能会在类似的地方形成。
一颗节奏稳定的星星
EC 53 不是一个安静的邻居。它大约每隔 18 个月就会进入一个持续约 100 天的爆发期。
在这些阶段,恒星会加大吸积物质的力度,以更快的速度吸收气体和尘埃。与此同时,它还会将部分物质以喷流和星风的形式喷射出去。
这些爆发是可以预测的,这使得EC 53成为极具研究价值的恒星。有些年轻恒星行为异常,或者在活跃期持续数百年。
EC 53 遵循稳定的周期,这让天文学家有机会观察同样的过程重复发生,并将平静期与活跃期进行比较。
研究团队利用韦伯望远镜的中红外仪器,在恒星的平静期和爆发期都采集了详细的光谱数据。这使他们能够识别特定的矿物,并绘制出这些矿物在恒星周围随环境变化而分布的地图。
我们从地球上了解到的矿物
该研究的合著者道格·约翰斯通博士是加拿大国家研究委员会的天文学家。
“即使作为一名科学家,我也感到非常惊讶,我们竟然能在太空中发现特定的硅酸盐矿物,例如EC 53附近的镁橄榄石和顽火辉石。这些都是地球上常见的矿物。我们星球的主要成分就是硅酸盐,”约翰斯通博士指出。
多年来,研究人员已经在太阳系彗星和其他年轻恒星周围的星盘中发现了结晶硅酸盐。但此前人们一直不清楚其形成机制。
韦伯的数据填补了这一空白,它既显示了晶体的形成位置,也显示了晶体的移动方式。
观察系统运行情况
观测结果不仅限于化学反应。韦伯望远镜还捕捉到了恒星周围气体和尘埃的运动。
狭窄而高速的喷流从恒星两极附近喷射而出。较慢、较冷的星风则从内盘中心流出。它们共同塑造着星系的形状,并将物质扩散到远离其诞生地的地方。
该研究的合著者乔尔·格林是位于马里兰州巴尔的摩的空间望远镜科学研究所的仪器科学家。
格林说:“韦伯不仅能向我们展示这么多东西,还能告诉我们所有东西在哪里,这真是令人印象深刻。”
“我们的研究团队绘制出了晶体在整个系统中的运动轨迹。我们已经有效地展示了这颗恒星如何产生和分布这些超细颗粒,每个颗粒都比一粒沙子小得多。”
这些细节很重要。它们使一个由来已久的理论变成了一个接近完整的故事。
从尘埃到行星
EC 53仍然被尘埃掩埋,这种情况可能还会持续10万年。数百万年来,它的圆盘将充满相互碰撞的细小颗粒和卵石。
有些碰撞会持续下去。慢慢地,更大的岩石会形成。行星也可能随之诞生。随着尘埃落定,这个星系将开始呈现出我们熟悉的模样。
一颗类似太阳的恒星将位于宇宙中心,岩质行星和气态巨行星正在形成。结晶硅酸盐将散布在整个宇宙中,包括远离恒星的冰质天体中。
EC 53 位于距离地球约 1300 光年的巨蛇座星云中,该区域充满了处于不同诞生阶段的恒星。
通过密切观察这个系统,天文学家正在了解像硅酸盐这样的常见物质是如何在从酷热到严寒的极端环境中生存下来的。
这项研究提醒我们,即使是太空中最平静的天体,在其幼年时期也是由混乱塑造的。
彗星一直被认为是寒冷、肮脏的雪球,远离太阳。然而多年来,天文学家一直对一个奇怪的事实感到困惑。

许多彗星都含有结晶硅酸盐——这种矿物只有在极高的温度下才能形成。这一事实与太阳系边缘极度寒冷的环境中可能存在生命相矛盾。
这个问题困扰了人们几十年。为什么需要极高温度才能溶解的材料最终会被锁在大部分时间都处于严寒环境中的物体内部呢?
答案或许就藏在明星们混乱而充满暴力的童年经历中。
观看一颗年轻的明星创造晶体
美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜的最新观测结果提供了迄今为止最清晰的解释。
通过观察一颗仍然被气体和尘埃包裹的年轻恒星,天文学家观察到晶体硅酸盐在恒星附近形成,然后被推向遥远的寒冷区域。
这是科学家首次将正在形成的恒星系统的高温内部区域与彗星预计形成的低温外部区域直接联系起来。
与我们成熟的太阳系相比,这座晶体工厂大致位于太阳和地球之间的区域。
一条星形传送带
这项发现的核心恒星名为 EC 53。它仍在积极地吞噬周围的气体和尘埃盘。
在星盘深处,温度极高,足以将原始尘埃转化为结晶硅酸盐。这一点人们早已有所怀疑。而韦伯望远镜清晰而详细地展示了这些晶体是如何逸出的。
韩国首尔国立大学教授李正恩是该研究的主要作者。
李说:“EC 53 的分层外流可能会将这些新形成的结晶硅酸盐抬升起来,并像在宇宙高速公路上一样向外输送。”
“韦伯望远镜不仅向我们展示了恒星附近尘埃中究竟有哪些类型的硅酸盐,还展示了它们在爆发前和爆发期间的位置。”
这些外流就像强劲的风。它们从星盘最热的区域上升,向外移动,并将新形成的晶体带走。
随着时间的推移,晶体可以到达圆盘的外部较冷边缘,彗星最终可能会在类似的地方形成。
一颗节奏稳定的星星
EC 53 不是一个安静的邻居。它大约每隔 18 个月就会进入一个持续约 100 天的爆发期。
在这些阶段,恒星会加大吸积物质的力度,以更快的速度吸收气体和尘埃。与此同时,它还会将部分物质以喷流和星风的形式喷射出去。
这些爆发是可以预测的,这使得EC 53成为极具研究价值的恒星。有些年轻恒星行为异常,或者在活跃期持续数百年。
EC 53 遵循稳定的周期,这让天文学家有机会观察同样的过程重复发生,并将平静期与活跃期进行比较。
研究团队利用韦伯望远镜的中红外仪器,在恒星的平静期和爆发期都采集了详细的光谱数据。这使他们能够识别特定的矿物,并绘制出这些矿物在恒星周围随环境变化而分布的地图。
我们从地球上了解到的矿物
该研究的合著者道格·约翰斯通博士是加拿大国家研究委员会的天文学家。
“即使作为一名科学家,我也感到非常惊讶,我们竟然能在太空中发现特定的硅酸盐矿物,例如EC 53附近的镁橄榄石和顽火辉石。这些都是地球上常见的矿物。我们星球的主要成分就是硅酸盐,”约翰斯通博士指出。
多年来,研究人员已经在太阳系彗星和其他年轻恒星周围的星盘中发现了结晶硅酸盐。但此前人们一直不清楚其形成机制。
韦伯的数据填补了这一空白,它既显示了晶体的形成位置,也显示了晶体的移动方式。
观察系统运行情况
观测结果不仅限于化学反应。韦伯望远镜还捕捉到了恒星周围气体和尘埃的运动。
狭窄而高速的喷流从恒星两极附近喷射而出。较慢、较冷的星风则从内盘中心流出。它们共同塑造着星系的形状,并将物质扩散到远离其诞生地的地方。
该研究的合著者乔尔·格林是位于马里兰州巴尔的摩的空间望远镜科学研究所的仪器科学家。
格林说:“韦伯不仅能向我们展示这么多东西,还能告诉我们所有东西在哪里,这真是令人印象深刻。”
“我们的研究团队绘制出了晶体在整个系统中的运动轨迹。我们已经有效地展示了这颗恒星如何产生和分布这些超细颗粒,每个颗粒都比一粒沙子小得多。”
这些细节很重要。它们使一个由来已久的理论变成了一个接近完整的故事。
从尘埃到行星
EC 53仍然被尘埃掩埋,这种情况可能还会持续10万年。数百万年来,它的圆盘将充满相互碰撞的细小颗粒和卵石。
有些碰撞会持续下去。慢慢地,更大的岩石会形成。行星也可能随之诞生。随着尘埃落定,这个星系将开始呈现出我们熟悉的模样。
一颗类似太阳的恒星将位于宇宙中心,岩质行星和气态巨行星正在形成。结晶硅酸盐将散布在整个宇宙中,包括远离恒星的冰质天体中。
EC 53 位于距离地球约 1300 光年的巨蛇座星云中,该区域充满了处于不同诞生阶段的恒星。
通过密切观察这个系统,天文学家正在了解像硅酸盐这样的常见物质是如何在从酷热到严寒的极端环境中生存下来的。
这项研究提醒我们,即使是太空中最平静的天体,在其幼年时期也是由混乱塑造的。