美國國家航空暨太空總署的史匹哲望遠鏡在2008 年發現了SZ Cha 周圍的一個獨特的原行星盤，它具有不尋常的紫外線輻射，但詹姆斯-韋伯望遠鏡後來發現的典型輻射水平卻與之相矛盾。這些相互矛盾的觀測結果，尤其是不同的霓虹訊號，顯示該圓盤的輻射量發生了重大變化，而這一變化是以前從未觀測到的。這對目前的行星形成模型提出了挑戰，需要進一步研究。

詹姆斯-韋伯太空望遠鏡的觀測結果與15 年前史匹哲太空望遠鏡的觀測結果形成鮮明對比，顯示類太陽恆星周圍的環境正在改變。2008 年，NASA 的史匹哲太空望遠鏡發現了一個與眾不同的原行星盤。這顆年輕的類太陽恆星SZ Chamaeleontis（SZ Cha）周圍的塵埃氣體盤正在遭受極端紫外線輻射的侵襲–這種情況以前只在電腦模型中出現過，從未在真實宇宙中出現過。

與被X 射線蒸發的圓盤相比，該系統中的行星有更多的時間形成，而這是正常現象。然而，當詹姆斯-韋伯太空望遠鏡對SZ Cha 進行追蹤觀測時，卻沒有發現任何異常情況–沒有發現大量紫外線輻射。在短短的宇宙時間內，SZ Cha 星盤的狀況發生了變化，這讓天文學家們不得不從不相稱的數據中解開其中的含義及其對其他太陽系形成的影響。

在這幅藝術家的構想圖中，年輕的恆星SZ Chamaeleontis（SZ Cha）被塵埃和氣體盤包​​圍，有可能形成行星系統。在行星、衛星和小行星形成之前，我們的太陽系曾經是這樣的。太陽的原行星盤中存在著包括地球生命在內的原始成分。資料來源：NASA、ESA、CSA、拉爾夫-克勞福德（STScI）

韋伯太空望遠鏡追蹤霓虹燈標誌，探索行星形成的新思路

科學家們正在追隨霓虹燈，尋找一個行星系未來和另一個行星系過去的線索–我們自己的太陽系。美國國家航空暨太空總署（NASA）的詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope）在年輕的類太陽恆星SZ Chamaeleontis（SZ Cha）周圍的塵埃盤中發現了氖元素的明顯痕跡。

史匹策望遠鏡和韋伯望遠鏡在氖元素讀數上的差異表明，到達星盤的高能量輻射發生了前所未有的變化，最終導致星盤蒸發，從而限制了行星形成的時間。

「我們是怎麼來到這裡的？」馬薩諸塞州波士頓大學的天文學家凱瑟琳-埃斯帕亞特（Catherine Espaillat）說：”這確實又回到了那個大問題上，SZ Cha 是同一種類型的年輕恆星，T-Tauri 星，就像45 億年前太陽系誕生時的太陽一樣。地球以及最終生命的原料，都存在於太陽形成後環繞太陽的物質盤中，因此研究這些其他年輕的系統，就好比我們回到過去，看看我們自己的故事是如何開始的。”

來自美國太空總署詹姆斯-韋伯（James Webb）和史匹策（Spitzer）太空望遠鏡的對比數據顯示，圍繞恆星SZ Chamaeleontis（SZ Cha）的盤在短短15年內發生了變化。2008 年，史匹策發現了大量的氖III，這使得SZ Cha 成為類似年輕原行星盤中的一個異類。然而，當韋伯在2023年對SZ Cha進行追蹤觀測時，氖離子II與氖離子III的比例仍在典型水準之內。資料來源：NASA、ESA、CSA、拉爾夫-克勞福德（STScI）

作為輻射指標的氖和SZ Cha 的令人費解的行為

科學家使用氖作為一種指標，來指示有多少輻射以及哪種類型的輻射正在撞擊和侵蝕恆星周圍的星盤。當史匹策在2008 年觀測SZ Cha 星時，它發現了一個異類，氖的讀數與其他任何年輕的T-Tauri星盤都不同。不同之處在於探測到了氖III，而在受到高能量X射線衝擊的原行星盤中，氖III通常很少出現。這意味著SZ Cha盤中的高能量輻射來自紫外線（UV），而不是X射線。除了是50-60個年輕恆星盤樣本中唯一的奇特結果之外，紫外線與X射線的差異對於恆星盤及其潛在行星的壽命也具有重要意義。

研究小組的另一位天文學家、波士頓大學的Thanawuth Thanathibodee 解釋說：”行星基本上是在與時間賽跑，爭取在星盤蒸發之前在星盤中形成。在發展中系統的計算機模型中，與主要由X射線引起的蒸發相比，極端紫外線輻射使行星形成的時間多出100萬年。”

因此，當埃斯帕拉特的團隊再次用韋伯望遠鏡對SZ Cha 進行研究時，它已經是一個相當大的謎團了，卻發現了一個新的驚喜： 不尋常的氖III特徵幾乎消失了，這顯示X射線輻射佔據了主導地位。

研究小組認為，SZ Cha 系統中霓虹燈特徵的差異是可變風造成的。研究小組說，風在一個新形成的高能量恆星系統中很常見，但有可能在一個安靜、無風的時期捕捉到這個系統，而史匹策恰好做到了這一點。

荷蘭萊頓萊頓大學的阿德揚-斯特姆（Ardjan Sturm）補充說：「斯皮策和韋伯的數據都非常出色，因此我們知道這一定是我們在SZ Cha 系統中觀測到的新東西–在短短15 年中，條件發生了重大變化。”

持續研究與宇宙的複雜性

埃斯帕亞特的團隊已經在計劃利用韋伯望遠鏡和其他望遠鏡對SZ Cha進行更多的觀測，以揭開其神秘的面紗。合作作者、波士頓大學的凱利-皮特曼（Caeley Pittman）說：「用多種波長的光，如X射線和可見光，來研究SZ Cha和其他年輕的系統，對發現我們發現的這種變異性的真正本質非常重要。在許多年輕的行星系統中，以極端紫外線輻射為主的短暫安靜期可能很常見，只是我們未能捕捉到它們。”

“宇宙再一次向我們展示，它的任何方法都不像我們想的那麼簡單。我們需要重新思考，重新觀察，收集更多的資訊。”

這項研究發表於11月15日的《天文物理學雜誌通訊》（The Astrophysical Journal Letters）。