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我們在宇宙中孤獨嗎？我們從何而來？?

截至目前天文學家已發現了數百個原行星盤，可能是我們太陽系的原型。但其所處的星際環境并不具代表性。在銀河系的其他區域，尤其是靠近銀心的中央分子帶（CMZ），星際環境更加劇烈，具有更高的壓力和湍動。因此，研究CMZ中的原行星系統，為我們檢驗和完善太陽系形成理論提供了寶貴的機會。?

由北京大學天文與天體物理研究院、上海天文臺和德國科隆大學第一物理研究所共同牽頭，聯合多家研究機構，國際科研團隊開展了銀河系CMZ中三片具有代表性的分子云的高靈敏度、高分辨率、完整覆蓋觀測。這是目前為止該區域最全面的一次巡天觀測，共識別出500多個致密結構——恒星誕生的搖籃。

實際上在CMZ中尋找這樣的系統極具挑戰性。 它們遙遠、昏暗，并深埋在濃密的星際塵埃中。研究團隊使用了阿塔卡瑪大型毫米/亞毫米波陣列望遠鏡（ALMA），通過干涉技術，將分布在數千米范圍內的數十個天線所接收到的信號進行綜合分析，實現了前所未有的高角分辨率。利用此技術，該團隊能夠分辨出位于約170億天文單位之外的直徑僅僅約為1000天文單位大小的結構。?

此外，該團隊通過調節天線陣列，巧妙實現了“雙波段觀測”——即在相同分辨率下獲取兩個不同波長的圖像。正如人類依賴顏色來感知世界，雙波段觀測也提供了關鍵的光譜指數信息，有助于揭示這些遙遠系統的溫度、塵埃性質和內部結構。?

令人驚訝的是，研究團隊發現超過70%的致密結構呈現出比預期更“紅”的顏色。在排除觀測偏差和其他可能性后，研究人員提出了兩種最有可能的解釋——而這兩種解釋都指向一個共同的結論：這些致密結構中存在原行星盤。?

“我們在CMZ中看到了許多‘小紅點’，這讓我們非常震驚。”本研究的第一作者、北京大學博士生、科隆大學交換生許峰瑋表示，“它們似乎在訴說這些致密結構的真實面貌。” 其中一種可能性是，這些核心并不是先前假設的透明、均勻球體，而是包含更小、光學厚度更大的結構——可能是原行星盤。許峰瑋的導師王科教授補充，“在這種情況下，短波段的自吸收效應會使部分輻射被遮蔽，導致我們看到偏紅的顏色。”?

另一種可能性則涉及塵埃顆粒的生長。“在稀薄的星際介質中，塵埃顆粒通常只有幾個微米大小，”本研究輻射傳能建模的主要貢獻者，高雄中山大學物理系呂浩宇教授解釋說，“但我們的模型顯示，在某些致密核心中可能存在毫米級的塵埃顆粒。”如果該假設成立，那么這些大顆粒很可能是在原行星盤中形成的，并可能通過原恒星的外流等機制被帶出。?

“ALMA的強大之處在于其提供了這雙銳利的帶有色彩信息的鷹眼，深入窺探銀河系中最神秘的區域之一。”本次ALMA觀測項目的負責人，上海天文臺呂行研究員說道。?

無論哪種解釋為主，都需要原行星盤的存在。這項研究表明，僅在這三片CMZ分子云中，可能已有超過300個原行星盤系統正在形成之中。未來的多波段后續觀測將進一步限制它們的物理屬性和演化階段，為我們理解太陽系起源及銀河系中心類地行星系統的形成過程，打開了一扇新的窗口。

該工作得到了科技部重點研發專項、中國科學院基礎與交叉前沿科研先導專項、國家自然科學基金委、上海市自然科學基金、中國科學院西部之光-西部交叉團隊重點實驗室專項等項目的支持。

圖源：許峰瑋 (北京大學)； ALMA合作團隊； Laura Pérez (美國國家射電天文臺)

論文鏈接：https://www.aanda.org/articles/aa/full_html/2025/05/aa53601-24/aa53601-24.html

科學聯系人：呂行??xinglu@shao.ac.cn