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教科书上的行星诞生图,画了几十年都长一个样:一团气体和尘埃绕着新生恒星旋转,慢慢

教科书上的行星诞生图,画了几十年都长一个样:一团气体和尘埃绕着新生恒星旋转,慢慢摊成一张平整的薄饼,行星就在这张饼里一圈圈凝聚出来。干净,整齐,像流水线作业。

但1300光年外猎户座方向,有个叫猎户座GW(GW Orionis)的年轻恒星系统,一直在跟这张教科书唱反调。

这个系统里有3颗恒星互相绕转,外面围着好几圈尘埃环,也就是将来可能孕育行星的原行星盘的一部分。问题在于,这些环没有老老实实躺在同一个平面上,每一圈都歪向不同的方向,像被人拧过的唱片。天文学家早就知道这件事,但一直没弄清楚:到底是什么力量把它们拧歪的?

现在,迄今最清晰的证据来了。一个由美国佛罗里达大学博士生玛丽亚·加洛韦-斯普里茨马(Maria Galloway-Sprietsma)领衔的团队,用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)拍到了一条巨大的气体流,正从外部环境源源不断地灌入这个系统。这条气体流长约1.6万亿千米,也就是大约0.2光年,差不多是太阳到最近恒星距离的1/20。

关键证据藏在角动量里。角动量可以理解为旋转运动的动量,衡量物体转得有多猛、往哪边转,既有大小也有方向。一条带着不同方向角动量的气体流砸上正在旋转的圆盘,会把盘面拽偏,气体流越猛,盘歪得越厉害。团队分析了这条气体流的运动轨迹,发现它撞入系统的角度跟最外圈的环高度吻合,却跟内圈的环严重偏离。换句话说,外圈环之所以歪成现在这个角度,很可能就是被这条气体流一点一点推歪的。

不过,故事还有后半段。团队测量发现,这条气体流目前携带的角动量已经比外圈环本身的角动量小了不少。论文合作者、佛罗里达大学天文学助理教授裴再翰(Jaehan Bae)说,这意味着气体流已经没有力气再把圆盘推得更歪,眼下看到的是这场拧动的尾声。真正剧烈的扭转很可能发生在更早的时候,那时候气体流更猛,携带的角动量更大,才一把把原本可能还算平整的盘面掰了过去。

这项发现发表在《天文学杂志》(The Astronomical Journal)上,它动摇的是一个根深蒂固的假设:行星诞生的环境是安静有序的。猎户座GW展示了一种更混乱的可能性,外部环境中团块状、湍流翻涌的气体流可以在恒星系统演化的较晚阶段闯入,把原行星盘重新塑形。如果这种机制足够普遍,它就有可能解释天文学家这些年发现的那些怪异的系外行星轨道:有些行星的轨道跟宿主恒星的自转方向完全相反,有些则歪得离谱,像是被人随手扔上去的。行星还没出生,轨道的斜面就可能已经被外力定了调。

接下来,团队打算用ALMA观测更多带有气体流的年轻恒星系统,看看猎户座GW是个例还是常态。他们还计划在猎户座GW本身搜寻包括含硫物种在内的冲击示踪分子,这些分子的分布能帮助精确定位气体流撞击圆盘的位置,弄清楚这一撞究竟如何改变了行星原材料的化学成分。

教科书里那张平整的薄饼,也许该画得皱一点了。

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图为艺术家绘制的猎户座GW系统示意图,一条气体流正向原行星盘输送物质,导致尘埃环彼此倾斜错位,图源:NSF/AUI/NRAO/B. Saxton

信源:Galloway, Maria. "Trillion-mile gas streamer may explain tilt of triple-star system's outer planet-forming ring." phys.org, 6 Aug. 2026