猎户座星云是一个充满活力和变化的天文奇观，由一群年轻的恒星以及它们周围的气体和尘埃组成。 在这个星云中，一些恒星有不友好的邻居，它们发出的紫外线辐射会破坏其他恒星周围的原行星盘，从而阻碍行星的形成。 这是一个令人惊讶的发现，利用詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的最新观测结果，让我们对恒星和行星的演化有了更深入的了解。
原行星盘是围绕新生恒星运行的气体和尘埃旋转盘，是行星诞生的摇篮。 在原行星盘中，尘埃颗粒会逐渐聚集成岩石，这些岩石会进一步融合成行星胚胎，最终形成行星。 然而，并非所有的原行星盘都能成功产生行星，一些原行星盘在行星形成之前就被摧毁或耗尽了。
猎户座星云中有这样一个不幸的原行星盘，它被命名为D203-506，距离我们大约1300光年。 它的中心恒星是一颗红矮星，质量只有太阳的10%到20%，亮度只有太阳的1%。 围绕这颗恒星的原行星盘非常紧凑，直径只有20个天文单位（1个天文单位等于地球到太阳的平均距离，约为1）。5亿公里）。这个原行星盘大约有几百万年的历史，相当于一个新生婴儿，而我们的太阳系已经有46亿年的历史了。
D203-506的邻居是一组大质量恒星，它们构成了猎户座星云中心的梯形星团，是整个星云的主要光源。 这些恒星的质量是太阳的10倍以上，亮度是太阳的10万倍以上，它们发出的紫外线辐射非常强烈，可以穿透原行星盘的表层，加热其中的气体，使其摆脱圆盘的引力约束并逃逸到太空中。 这就是为什么D203-506的原行星盘每年都会失去大量的氢气，而氢气是原行星盘的主要成分。
一项新的研究表明，D203-506的原行星盘正在以惊人的速度消失，如果这种情况继续下去，它将在一百万年内完全消散。 这意味着这个原行星盘可能没有足够的时间和物质来形成大型行星，例如类似于木星的气态巨行星。 目前的行星形成模型表明，木星大小的行星至少需要一百万年才能从原行星盘合并，因此D203-506的原行星盘正面临着与行星形成的竞争。
这项新研究的主要作者、法国国家科学研究中心（CNRS）的研究科学家奥利维尔·贝尔内特（Olivier Bernet）说："这个原行星盘的未来非常黯淡，它可能永远无法形成行星，或者它可能只能形成一些小的岩石行星，就像我们太阳系中的水星和火星一样。 "
该研究是使用JWST的近红外光谱仪（NIRSPEC）对D203-506原行星盘的观测进行的，D203-506是JWST的四大主要科学仪器之一，可以同时测量数千个波长的光谱，以获得有关恒星和原行星盘的物理和化学信息。 通过分析原行星盘中氢的发射线，研究人员可以估计氢的温度、密度和流速，以计算原行星盘的物质损失率。
研究人员发现，D203-506的原行星盘损失了大约01% 的氢气，相当于每年被吹走 3 个地球质量的氢气。 这个数字可能看起来不多，但对于一个人来说，只有 0然而，01 原行星盘的太阳质量非常令人印象深刻。 研究人员还发现，原行星盘中气体的温度高达10 000 K，这是由于紫外线辐射的加热效应。 这些结果与之前使用哈勃太空望远镜（HST）和大型毫米亚毫米阵列（ALMA）对同一原行星盘的观测结果一致，表明JWST具有很强的观测性。
除了氢，原行星盘中还有其他成分，如氧、碳、氮等，可以形成水、二氧化碳、甲烷等分子，这些分子对生命的存在至关重要。 然而，这些分子也会受到紫外线辐射的影响，紫外线辐射可能会被破坏或逃逸。 根据同一研究团队于2024年2月23日在《自然天文学》杂志上发表的一篇相关文章，由于紫外线的袭击，D203-506的原行星盘每个月损失相当于整个大西洋。
这些分子的丧失不仅影响行星的形成，还影响行星的气候和生物圈。 例如，水是碳基生命的基本条件，也是行星表面温度的重要调节器。 如果一个星球没有足够的水，它可能会变成干旱的沙漠，或冰冷的永久冻土。 二氧化碳和甲烷是温室气体，可增强地球大气层对太阳辐射的吸收，从而提高地球表面温度。 如果一个星球没有足够的温室气体，它可能会变成一个冷雪球，或者一个热烤箱。