天文学家利用詹姆斯·韦布空间望远镜，成功捕捉到两颗环绕类太阳恒星运行的巨型系外行星的惊人细节图像。观测显示其中一颗行星大气中存在沙粒状的硅酸盐云，另一颗行星周围则意外发现了可能正在形成卫星的原行星盘——这种现象此前仅在更年轻的恒星系统中被观测到。这些快照为实时观测行星形成提供了罕见机会，为揭示木星类气态巨行星乃至我们太阳系的形成机制提供了关键线索。
从更广泛的角度来看，理解"YSES-1"超级太阳系的形成机制，能为我们探索自身太阳系起源提供更深入的见解，并使我们有机会实时观测类似木星的行星形成过程。
"直接成像系外行星——即太阳系之外的行星——是我们真正能够拍摄照片的唯一系外行星，"都柏林圣三一学院物理学院的博士后研究员艾弗特·纳塞金博士解释道，他作为共同作者参与了这项发表在顶级国际期刊《自然》上的研究。"这类系外行星通常足够年轻，其形成时产生的热量尚未消散。我们天文学家观测到的正是这种在热红外波段可见的热辐射。"
基兰·霍赫博士率领的国际团队（包括都柏林圣三一学院的天文学家）利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）搭载的光谱仪器，获取了围绕类太阳恒星YSES-1运行的两颗年轻巨行星的宽波段光谱。这些行星体积是木星的数倍，且轨道远离宿主恒星，凸显了系外行星系统的多样性——即使是在类似太阳的恒星周围。
测量这些系外行星光谱的主要目标是解析其大气构成。不同分子与云层微粒会吸收特定波长的光线，在行星发射光谱上留下特征性指纹。
纳塞金博士指出："当我们观测较小且距离更远的伴星YSES-1c时，在中红外波段发现了硅酸盐云层的明确特征。这种本质上由类似沙粒物质组成的云层，呈现出迄今在系外行星中观测到的最强硅酸盐吸收特征。"
"我们认为这与行星的年轻特性相关：年轻行星的半径略大，其膨胀的大气层可能使云层吸收更多行星自身辐射的光能。通过精细建模，我们成功确定了这些云层的化学成分及其微粒的形状尺寸特征。"
内侧行星YSES-1b则带来意外发现：虽然整个行星系统年仅1670万年，但宿主恒星周围的行星形成盘已消失。然而研究团队观测到YSES-1b自身存在环行星盘，推测其正持续向行星输送物质并充当卫星诞生地——类似于木星周围的卫星形成盘。迄今仅发现三例此类结构，且均存在于比YSES-1b年轻得多的天体周围，这引发了关于该行星盘为何能长期存续的新疑问。
纳塞金博士补充道："总体而言，这项工作彰显了JWST解析系外行星大气的卓越能力。在为数不多可直接成像的系外行星中，YSES-1系统为探索这些遥远巨行星的大气物理与形成机制提供了独特视角。"
从宏观层面看，理解这个超级太阳系的形成过程将深化我们对自身太阳系起源的认知，使我们得以实时观测类木行星的诞生。掌握行星形成所需时间及最终化学构成，对了解太阳系原始构成要素至关重要。科学家通过对比这些年轻星系与太阳系，可推演出太阳系行星的演化轨迹。
太空望远镜科学研究所贾科尼学者基兰·霍赫博士表示："该研究计划在JWST发射前就已提出。其独特之处在于我们假设未来望远镜的近红外光谱仪（NIRSpec）能在单次曝光中同时观测视场内的两颗行星，实现'一次观测获取两个目标'。发射后的实测数据验证了模拟结果，提供了迄今最详尽的多行星系统数据集。"
"YSES-1系统中的行星间距过大，无法用现有形成理论解释。而在YSES-1c周围发现独特的硅酸盐云层，以及在YSES-1b附近探测到炽热尘埃物质，使行星形成与演化机制的判定面临更多谜团和复杂性。"
"此项研究主要由博士后和研究生等早期科研人员主导，他们组成了论文的前五位作者。正是这些研究者的创造力和辛勤工作，才使这项跨学科的非凡发现成为可能。"