在可见的宇宙中，每一秒钟就有3000多颗恒星诞生。许多行星被天文学家所称的原行星盘所包围，这是一个由热气体和尘埃组成的旋转“煎饼”，行星就是由这些气体和尘埃形成的。然而，人们对恒星和行星系统形成的确切过程仍然知之甚少。
由亚利桑那大学研究人员领导的一组天文学家使用美国宇航局的詹姆斯韦伯太空望远镜获得了一些最详细的关于形成原行星盘的力的见解。这些观测让我们得以一窥46亿年前太阳系的样子。
具体来说，该团队能够以前所未有的细节追踪所谓的盘状风。这些风是从行星形成盘吹向太空的气体流。这些风主要由磁场提供动力，在一秒钟内可以传播几十英里。
研究人员的发现发表在《自然天文学》上，帮助天文学家更好地理解年轻行星系统是如何形成和演化的。
该论文的第一作者、亚利桑那大学月球和行星实验室的教授伊拉里亚·帕斯库奇(Ilaria Pascucci)表示，原行星盘中最重要的过程之一是恒星从周围的圆盘上吞噬物质，这被称为吸积。
帕斯库奇说:“恒星如何吸积质量对周围的圆盘如何随着时间的推移演变有很大的影响，包括行星后来形成的方式。”“这种情况发生的具体方式尚不清楚，但我们认为，由磁场驱动的风在大部分磁盘表面可能起着非常重要的作用。”
年轻的恒星通过从围绕它们旋转的圆盘中吸收气体而成长，但为了实现这一目标，气体必须首先摆脱一些惯性。否则，这些气体就会一直围绕恒星运行，永远不会落到它身上。天体物理学家称这一过程为“失去角动量”，但事实证明，这一过程究竟是如何发生的还难以捉摸。
为了更好地理解角动量在原行星盘中是如何工作的，我们可以想象一下冰上的花样滑冰运动员:把手臂放在身体旁边会让她旋转得更快，而把手臂伸出来会减慢她的旋转速度。因为它的质量没有改变，角动量保持不变。
要发生吸积，盘上的气体必须失去角动量，但天体物理学家很难就这究竟是如何发生的达成一致。近年来，星盘风作为一个重要的角色出现了，它把一些气体从星盘表面带走，同时带走了角动量，使得剩余的气体向内移动，最终落在恒星上。
这篇论文的第二作者、美国宇航局太空望远镜科学研究所的特雷西·贝克说，由于形成原行星盘的过程还有其他的作用，因此能够区分不同的现象是至关重要的。
当圆盘内缘的物质被恒星的磁场推出时，即所谓的x风，圆盘的外部部分被强烈的星光侵蚀，导致所谓的热风，其速度要慢得多。
贝克说:“为了区分磁场驱动的风、热风和x风，我们真的需要詹姆斯·韦伯太空望远镜的高灵敏度和高分辨率。”
与狭义的x风不同，目前研究中观察到的风来自更广泛的区域，包括我们太阳系的内部岩石行星——大致在地球和火星之间。这些风也比热风延伸得更远，达到地球和太阳之间距离的数百倍。
“我们的观察强烈地表明，我们已经获得了第一张可以消除角动量的风的图像，并解决了恒星和行星系统如何形成的长期问题，”Pascucci说。
在他们的研究中，研究人员选择了四个原行星盘系统，从地球上看，它们都是侧面的。
月球与行星实验室(Lunar and Planetary Laboratory)的研究生纳曼·巴贾杰(Naman Bajaj)对这项研究做出了贡献，他说:“它们的方向使圆盘上的尘埃和气体起到了面具的作用，挡住了一些明亮的中央恒星的光，否则这些光就会挡住风。”
通过将JWST的探测器调整到特定过渡状态下的不同分子，研究小组能够追踪风的不同层。观测结果揭示了一个复杂的、三维结构的中央喷流，嵌套在一个锥形的风包层中，风起源于越来越大的圆盘距离，类似于洋葱的分层结构。
根据研究人员的说法，一个重要的新发现是，在锥体内部一致检测到一个明显的中心洞，这是由四个圆盘上的分子风形成的。
接下来，Pascucci的团队希望将这些观测扩展到更多的原行星盘，以更好地了解观测到的盘风结构在宇宙中的普遍程度以及它们如何随着时间的推移而演变。
帕斯库奇说:“我们相信它们可能很常见，但有四个物体，很难说。”“我们想用詹姆斯·韦伯获得一个更大的样本，然后看看我们是否能探测到恒星聚集和行星形成时这些风的变化。”
