科学家认为，像太阳系这样的行星系统包含的岩石物体比富含气体的物体更多。在我们的太阳周围，这些行星包括内行星——水星、金星、地球和火星——小行星带和柯伊伯带天体，如冥王星。

另一方面，木星、土星、天王星和海王星主要含有气体。但科学家们也很早就知道，行星形成盘最初的气体质量比固体质量大 100 倍，这就引出了一个紧迫的问题：大部分气体何时以及如何离开新生的行星系统?

亚利桑那大学 月球与行星实验室纳曼·巴贾吉 领导的 一项新 研究发表在《天文学杂志》上，给出了答案。研究小组使用詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)从这样一个新生的行星系统(也称为星周盘)中获取了图像，该系统正在将其气体主动扩散到周围的空间中。

亚利桑那大学月球与行星实验室二年级博士生巴贾吉说：“了解气体何时扩散很重要，因为它让我们更好地了解气态行星需要多长时间消耗周围的气体。” “通过对这些围绕年轻恒星的盘(行星的诞生地)进行前所未有的观察，JWST 帮助我们揭示了行星是如何形成的。”

巴贾吉表示，在行星系统形成的早期阶段，行星在年轻恒星周围凝聚成一个由气体和微小尘埃组成的旋转圆盘。这些粒子聚集在一起，形成越来越大的块，称为星子。随着时间的推移，这些星子碰撞并粘在一起，最终形成行星。形成的行星的类型、大小和位置取决于可用物质的数量以及它们在圆盘中保留的时间。

“因此，简而言之，行星形成的结果取决于圆盘的演化和分散，”巴贾吉说。

这一发现的核心是对 T Cha 的观测，这是一颗年轻的恒星——相对于太阳来说，它的年龄约为 46 亿岁——被侵蚀的星周盘所包围，该盘以巨大的尘埃间隙而闻名，跨越大约 30 个天文单位，或者au，1 au 是地球和太阳之间的平均距离。

巴贾吉和他的团队首次能够对盘风进行成像，当气体缓慢离开形成行星的盘时，就是指这种气体。当高能辐射(例如星光)从原子核中剥离一个或多个电子时，天文学家利用了望远镜对原子发出的光的敏感性。这被称为电离，该过程中发出的光可以用作一种化学“指纹”——在 T Cha 系统中，可以追踪两种惰性气体：氖气和氩气。研究小组在论文中写道，这些观测结果还标志着首次在行星形成盘中检测到氩的双电离。

巴贾吉说：“我们图像中的霓虹灯特征告诉我们，盘风来自远离盘的扩展区域。” “这些风可能是由高能光子(本质上是来自恒星的光)驱动的，也可能是由穿过行星形成盘的磁场驱动的。”

为了区分两者，这次由荷兰莱顿大学博士后研究员安德鲁·塞莱克(Andrew Sellek)领导的同一小组对恒星光子(来自年轻恒星的强光)驱动的扩散进行了模拟。他们将这些模拟与实际观测进行了比较，发现高能恒星光子的色散可以解释观测结果，因此不能排除这种可能性。该研究得出的结论是，每年从 T Cha 盘扩散的气体量相当于地球月球的气体量。这些结果将发表在一篇配套论文中，目前正在接受《天文学杂志》的审查。

虽然氖气信号已在许多其他天文物体中被发现，但人们并不知道它们起源于低质量行星形成盘，直到 2007 年LPL 教授伊拉里亚·帕斯库奇(Ilaria Pascucci ) 使用 JWST 的前身 NASA 斯皮策太空望远镜 首次发现了氖气信号。很快就发现它们是盘风的示踪剂。这些早期发现改变了专注于了解星周盘气体扩散的研究工作。帕斯库奇是最近观测项目的首席研究员，也是本文报道的出版物的合著者。

帕斯库奇说：“我们使用詹姆斯·韦伯太空望远镜发现了空间分辨氖发射，并首次检测到双电离氩，这可能成为改变我们对气体如何从行星形成盘中清除的理解的下一步。” “这些见解将帮助我们更好地了解历史以及对我们太阳系的影响。”

此外，该小组还发现T Cha 的内盘是在几十年的非常短的时间尺度内演化的;他们发现 JWST 观测到的光谱与斯皮策早期检测到的光谱不同。领导这项正在进行的工作的 LPL 二年级博士生谢成彦 (Chengyan Xie)表示 ，这种不匹配可以用 T Cha 内部的一个小型不对称圆盘来解释，该圆盘在短短 17 年里失去了一些质量，两次观察之间经过了时间。

“与其他研究一起，这也暗示 T Cha 的圆盘正处于进化的末期，”谢说。 “在我们有生之年，我们或许能够见证 T Cha 内盘中所有尘埃团的消散。”