天文學家利用美國宇航局的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡對附近的一顆年輕恆星Fomalhaut周圍的溫暖塵埃進行了成像，以研究有史以來在太陽系之外用紅外光看到的第一個小行星帶。但令他們驚訝的是，這些塵埃結構比我們太陽系的小行星和柯伊伯塵埃帶要復雜得多。

總的來說有三個嵌套帶，從恆星延伸到140億英里（230億公里）；這相當於地球與太陽距離的150倍。最外層帶的規模大約是我們太陽系海王星以外的小天體和冷塵的柯伊伯帶的兩倍。內層帶–以前從未見過–被韋伯首次揭示。

這些帶子環繞著年輕的熱星，用肉眼可以看到它是南部星座Piscis Austrinus中最亮的星。塵埃帶是較大天體碰撞產生的碎片，類似於小行星和彗星，並經常被描述為”碎片盤”。位於圖森的亞利桑那大學的András Gáspár和一篇描述這些結果的新論文的主要作者說：”我會把Fomalhaut描述為在我們銀河係其他地方發現的碎片盤的原型，因為它有類似於我們自己的行星系統的成分。通過觀察這些星環的模式，我們實際上可以開始對一個行星系統應該是什麼樣子做一個小小的勾畫–如果我們能夠真正拍攝一張足夠深的照片來看到疑似行星的話。”

哈勃太空望遠鏡和赫歇爾太空觀測站，以及阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA），此前已經拍攝了最外層帶的清晰圖像。然而，他們都沒有發現其內部的任何結構。韋伯首次用紅外光解決了內部帶的問題。”韋伯真正出色的地方是，我們能夠從物理上解決那些內部區域的塵埃的熱輝光。所以你可以看到我們以前從未見過的內帶，”亞利桑那大學團隊的另一名成員Schuyler Wolff說。

哈勃、ALMA和韋伯正在聯合起來，對一些恆星周圍的碎片盤進行全面的觀察。沃爾夫說：”有了哈勃和ALMA，我們能夠對一堆柯伊伯帶的類似物進行成像，而且我們已經了解了大量關於外盤如何形成和演變的信息。但是我們需要韋伯來讓我們對其他地方的十幾個小行星帶進行成像。我們可以了解這些盤的內部溫暖區域，就像哈勃和ALMA讓我們了解較冷的外部區域一樣。”

這張由韋伯的中紅外儀器（MIRI）拍攝的Fomalhaut系統的圖像顯示了羅盤箭頭、比例尺和顏色鍵，供參考。標籤表示各種結構。在右邊，一個巨大的塵埃雲被突出顯示，拉出的是兩個紅外波長：23和25.5微米。

北方和東方的羅盤箭頭顯示了天空中圖像的方向。請注意，相對於地面地圖上的方向箭頭（從上面看），天空上的北和東之間的關係（從下面看）是翻轉的。比例尺是以天文單位標註的，也就是地球和太陽之間的平均距離，即9300萬英里。外環的直徑約為240天文單位。這張圖片顯示了不可見的中紅外波長的光，已經轉化為可見光的顏色。顏色鍵和標籤顯示了在收集光線時使用了哪些MIRI過濾器。資料來源：NASA, ESA, CSA, András Gáspár (University of Arizona), Alyssa Pagan (STSCI)

這些帶子很可能是由看不見的行星產生的引力雕刻而成的。同樣地，在我們的太陽系內，木星籠罩著小行星帶，柯伊伯帶的內邊緣是由海王星雕刻的，而外邊緣則可能是由它以外的尚未見過的天體牧養的。隨著韋伯對更多系統的成像，我們將了解其行星的配置。

Fomalhaut的塵埃環是在1983年由美國宇航局的紅外天文衛星（IRAS）的觀測中發現的。該環的存在也是通過以前的和更長波長的觀測來推斷的，這些觀測是利用夏威夷茂納克亞的亞毫米望遠鏡、美國宇航局的斯皮策太空望遠鏡和加州理工學院的亞毫米觀測站進行的。

“福馬哈特周圍的帶子有點像一本神秘的小說。”韋伯的中紅外儀器（MIRI）的另一名團隊成員和美國科學負責人喬治-里克說，他進行了這些觀測。”我認為，說這顆恆星周圍可能有一個非常有趣的行星系統並不是一個非常大的飛躍。”

“我們肯定沒有想到會有更複雜的結構，有第二個中間帶，然後是更廣泛的小行星帶，”沃爾夫補充說。”這種結構非常令人興奮，因為任何時候天文學家看到圓盤中的缺口和環，他們都會說，’可能有一顆嵌入式行星在塑造環！'”

韋伯還對加斯帕爾所稱的”巨大的塵埃雲”進行了成像，這可能是兩個原行星體之間在外環發生碰撞的證據。這與2008年哈勃首次在外環內看到的一顆疑似行星的特徵不同。隨後的哈勃觀測顯示，到2014年，這個物體已經消失了。一個合理的解釋是，這個新發現的特徵，就像之前的特徵一樣，是由兩個冰冷的天體相互撞擊而產生的非常細小的塵埃顆粒組成的膨脹雲。

圍繞恆星的原行星盤的想法可以追溯到17世紀末，當時天文學家伊曼紐爾-康德和皮埃爾-西蒙-拉普拉斯獨立提出了太陽和行星由旋轉的氣體雲形成的理論，這些氣體雲由於重力作用而坍縮變平。碎片盤是後來發展起來的，是在行星形成和系統中原始氣體散開之後形成的。它們表明，像小行星這樣的小天體正在發生災難性的碰撞，並將其表麵粉碎成巨大的塵埃和其他碎片雲。對它們的塵埃的觀測為系外行星系統的結構提供了獨特的線索，這些線索一直延伸到地球大小的行星甚至小行星，這些小行星太小，無法單獨看到。