我们的小行星带栖息着超过一百万块太空岩石，大小从一颗矮行星到尘埃颗粒不等，它们漂浮在木星和火星之间。天文学家刚刚发现了另一个这样的“带”，但它围绕着另一颗恒星，而不是我们的太阳。
NASA 的詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 在距离我们 25 光年远的仙后座恒星Fomalhaut 附近探测到了这个“小行星带”。多年来，科学家们一直在研究仙后座恒星的碎片盘，这是一个由行星形成过程中发生的各种碰撞产生的岩石、冰和尘埃组成的集合体。今天在《自然-天文学》上发表的新数据以前所未有的细节展示了这个系统，揭示了隐藏世界的痕迹以及行星碰撞的证据。
多年来，许多望远镜都曾观测过仙后座恒星：包括斯皮策空间望远镜、智利高沙漠的阿塔卡马大型毫米波阵列 (ALMA)，甚至还有哈勃太空望远镜。仙后座恒星比我们的太阳年轻得多，它可能是我们太阳系诞生初期的一个很好的类比；由于天文学家无法穿越回我们的太阳形成时期，他们转而观测其他年轻恒星，并将这些仍在形成的行星系统作为行星形成过程的范例。
仙后座恒星对天文学家来说是一个有吸引力的选择，因为它距离我们很近，这意味着天文学家更容易注意到细节。“这个系统绝对是我们希望用 JWST 观测的第一个目标之一，”论文合著者、NASA 喷气推进实验室的研究科学家Marie Ygouf 说。
在 JWST 之前，其他观测显示仙后座恒星周围有一个尘埃环，类似于我们太阳系的柯伊伯带，它包含了海王星以外所有的冰和岩石碎屑。来自 NASA 最先进太空望远镜的新数据显示，不仅发现了这个外环，还有一个更类似于“小行星带”的内环。还有第三个特征——一个巨大的尘埃团，被亲切地称为“大尘埃云”。
仙后座外侧的柯伊伯带状环和内侧的小行星带状环之间有一个间隙。“我们看到的新间隙暗示着一颗冰巨星质量行星的存在，这类似于我们在太阳系中看到的，”就像海王星或天王星一样，首席作者、亚利桑那大学天文学家András Gáspár 说。论文的共同作者、同样来自亚利桑那大学的天文学家Schuyler Wolff 解释说，这颗看不见的行星可能通过引力“刻划出这些间隙”。
仙后座的“小行星带”有一个奇特的倾斜，与外环呈不同角度，仿佛有什么东西将其撞歪了。研究人员表示，撞击可能解释了这种错位——一次重大的碰撞可能导致了“小行星带”的倾斜，从而也形成了巨大的尘埃云。
“仙后座中的所有迹象都指向一个活跃的太阳系，充满了岩石天体之间的碰撞，”论文合著者、JWST 任务控制中心所在地太空望远镜科学研究所的在职科学家Jonathan Aguilar 说。
JWST 非常适合拍摄仙后座尘埃的这些照片。尘埃在中红外波段，即大多数其他观测台无法触及的长波长处，发出的光最强。还需要一个特别强大的望远镜来分辨足够的细节——JWST 是唯一同时具备这两个功能的望远镜。这架太空望远镜的中红外仪器 (MIRI) 还配备了一个日冕仪，一个小点用于遮挡明亮的恒星，从而揭示周围的尘埃。
“中红外波长对于碎片盘观测非常重要，因为那是你观测尘埃辐射的地方，而尘埃的分布可以告诉你很多关于正在发生的事情，”Aguilar 说。他补充道，仙后座的新视图“展示了 JWST 和 MIRI 的科学力量，即使在运行仅仅一年后”。
[相关：NASA 采样了一颗“蓬松”的小行星，可能蕴含我们存在的线索]
看到我们的太阳系在其婴儿时期可能的样子 certainly 很有趣——但仙后座并不是一个完全的复制品。仙后座的柯伊伯带和“小行星带”的“替身”比我们太阳系中的这些特征分布更广，包含的物质也更多。尽管仙后座现在比我们的太阳系运动和碰撞得更多，但我们的行星在遥远的过去经历过类似的阶段，称为晚期重轰炸期。天文学家希望 JWST 看到的碎片盘能帮助他们弄清楚太阳系是如何诞生以及如何成长为我们现在的行星系统的。
“我们正处于未知领域的前沿，我特别期待看到 JWST 在行星形成盘方面会发现什么，”密歇根大学天文学家 Jenny Calahan 说，她并未参与此次新发现。“看着这些 JWST 的图像，让我想起了我第一次戴上眼镜的时刻，”Calahan 补充道。“当世界（或碎片盘）以你不再习惯的水平变得清晰时，它会改变你的整个视角。”
