星系中心观测到众多原行星盘

数十年来，天文学家已发现数百个原行星盘——这些结构被认为代表我们自身太阳系的早期阶段。然而，大多数发现都位于地球邻近区域，可能无法反映银河系其他区域的极端条件。银河系中心附近的中央分子区（CMZ）是其中最具动态性和湍流性的区域之一，其高压高密的环境可能以根本不同的方式塑造恒星和行星的形成。研究CMZ内的原行星系统为检验和完善我们的太阳系形成理论提供了难得的机会。

由北京大学科维理天文与天体物理研究所（KIAA, PKU）、上海天文台（SHAO）、科隆大学天体物理研究所（UoC）及多家合作机构的研究人员组成的国际团队，对银河系CMZ中三个代表性分子云进行了迄今最灵敏、最高分辨率、最完整的巡天观测。他们的观测揭示了五百多个致密核——这些正是恒星诞生的场所。相关成果以题为《中央分子区三分子云的双波段统一探测（DUET）：展现低光谱指数的连续谱源全云普查》的论文发表于《天体物理学与天文学》期刊。

在CMZ探测此类系统极具挑战性。这些区域距离遥远、信号微弱且深埋于厚重的星际尘埃层中。为克服这些障碍，团队利用了位于智利阿塔卡马沙漠的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）。这台干涉测量望远镜通过组合数公里范围内分布的天线信号，实现了极高的角分辨率。"即使在约170亿天文单位（AU）的CMZ距离上，这也能让我们分辨小至一千天文单位的结构，"上海天文台研究员、ALMA观测项目首席科学家路兴教授表示。

通过重新配置阵列并在多频段观测，团队进行了"双波段"观测——以相同空间分辨率捕获两个不同波长。正如人类视觉依赖色彩对比解析世界，双波段成像提供了关于这些遥远系统温度、尘埃特性及结构的关键光谱信息。

出乎意料的是，研究人员发现超过70%的致密核呈现比预期显著偏红的特征。在仔细排除观测偏差及其他可能解释后，他们提出两种主导设想——二者均表明原行星盘可能广泛存在。

"我们震惊地发现这些'小红点'遍布整个分子云，"正在科隆大学天体物理研究所攻读博士学位的第一作者徐峰巍表示，"它们揭示了恒星形成致密核的隐藏本质。"

一种可能的解释是：这些核并非如以往认为的透明均匀球体，其内部可能包含更小的光学厚结构——可能是原行星盘——其在短波长的自吸收导致观测到的偏红现象。"这挑战了我们关于经典致密核的原始假设，"徐峰巍在卡弗里研究所的博士生导师王科教授指出。

另一种可能性涉及系统中尘埃颗粒的增长。"在弥散星际介质中，尘埃颗粒通常仅几微米大小，"领导本研究辐射转移建模的中山大学物理系刘杭宇教授解释道，"但我们的模型表明，某些核内可能存在毫米级尘埃颗粒，这类颗粒只能在原行星盘中形成，随后被排出——可能是通过原恒星喷流。"

无论哪种设想占主导，二者均要求存在原行星盘。研究结果表明，仅在这三个CMZ分子云内，可能已有超过三百个此类系统正在形成。"令人振奋的是，我们可能在银河系中心探测到原行星盘的候选体。那里的环境与我们邻近区域截然不同，这为我们研究极端环境下的行星形成提供了契机，"徐峰巍在科隆大学的博士生联合导师彼得·希尔克教授表示。科隆大学天体物理研究所的计算资源和技术支持为成果提供了保障。

未来的多波段观测将有助于进一步约束其物理特性和演化阶段，为探索孕育类太阳行星系统的早期过程提供珍贵视角——即便在银河系最极端的角落。