美國宇航局的哈勃太空望遠鏡直接拍攝了類似木星的原行星形成的證據，研究人員將其描述為“激烈而劇烈的過程”。這一發現支援了一個長期爭論的關於像木星這樣的行星如何形成的理論，稱為“磁碟不穩定性”。
正在建設中的新世界嵌入在一個由塵埃和氣體組成的原行星盤中，具有獨特的螺旋結構，圍繞著一顆估計有 200 萬年曆史的年輕恆星旋轉。那是我們太陽系開始形成行星的年齡。（太陽系的年齡目前是 46 億年。）
“大自然很聰明；它可以以各種不同的方式產生行星，”斯巴魯望遠鏡的 Thayne Currie 和該研究的首席研究員 Eureka Scientific 說。
所有行星都是由起源於環星盤的材料製成的。木星行星形成的主要理論被稱為“核心吸積”，這是一種自下而上的方法，其中嵌入盤中的行星從小物體（大小從塵埃顆粒到巨石）生長，在它們圍繞恆星執行時碰撞並粘在一起。然後這個核心慢慢地從圓盤中積聚氣體。相比之下，圓盤不穩定性方法是一種自上而下的模型，當圍繞恆星的大質量圓盤冷卻時，重力會導致圓盤迅速分解成一個或多個行星質量碎片。
這顆新形成的行星名為 AB Aurigae b，其質量可能是木星的 9 倍左右，並以 86 億英里的驚人距離繞其主星執行——比冥王星與太陽的距離還要遠兩倍。在那個距離上，如果有的話，一顆木星大小的行星透過核心吸積形成需要很長時間。這使研究人員得出結論，盤的不穩定性使這顆行星能夠在如此遙遠的距離形成。而且，這與廣泛接受的核心吸積模型對行星形成的預期形成鮮明對比。
新的分析結合了來自兩個哈勃儀器的資料：太空望遠鏡成像光譜儀和近紅外相機和多目標光譜儀。這些資料與位於夏威夷莫納克亞山頂的日本 8.2 米斯巴魯望遠鏡上最先進的行星成像儀器 SCExAO 的資料進行了比較。來自太空和地面望遠鏡的大量資料被證明是至關重要的，因為區分新生行星和與行星無關的複雜圓盤特徵非常困難。
研究人員能夠使用哈勃的太空望遠鏡成像光譜儀 (STIS) 及其近紅外相機和多目標光譜儀 (NICMOS) 在 13 年的跨度內直接對新形成的系外行星 AB Aurigae b 進行成像。在右上角，哈勃在 2007 年拍攝的 NICMOS 影象顯示，御夫座 b 與其主星相比處於正南位置，該主星被儀器上的日冕儀覆蓋。STIS 在 2021 年前拍攝的影象顯示，隨著時間的推移，這顆原行星以逆時針方向運動。
“解釋這個系統極具挑戰性，”Currie 說。“這就是為什麼我們需要哈勃來完成這個專案的原因之一——一張清晰的影象，可以更好地將光線與圓盤和任何行星分開。”
大自然本身也提供了幫助：圍繞著 AB Aurigae 恆星旋轉的巨大塵埃和氣體盤幾乎與我們從地球上看到的正面傾斜。
柯里強調，哈勃望遠鏡的長壽在幫助研究人員測量原行星軌道方面發揮了特殊作用。他最初非常懷疑 AB Aurigae b 是一顆行星。哈勃的檔案資料與斯巴魯的影像相結合，證明這是他改變主意的轉折點。
“我們無法在大約一年或兩年的時間內檢測到這種運動，”Currie 說。“哈勃提供了一個時間基線，結合斯巴魯的資料，13 年，這足以探測到軌道運動。”
“這一結果利用了地面和空間觀測，我們可以透過哈勃檔案觀測及時回到過去，”亞利桑那大學圖森分校和夏威夷斯巴魯望遠鏡的 Olivier Guyon 補充道。“AB Aurigae b 現在已經在多個波長下進行了觀察，並且已經出現了一致的圖片 - 一個非常可靠的圖片。”
該團隊的研究結果發表在 4 月 4 日的《自然天文學》雜誌上。
“這一新發現有力地證明了一些氣態巨行星可以透過盤不穩定機制形成，”華盛頓特區卡內基科學研究所的 Alan Boss 強調說。“最後，重力才是最重要的，因為恆星形成過程的剩餘物最終會被重力拉在一起形成行星，無論是哪種方式。”
瞭解類木星行星形成的早期階段，為天文學家提供了更多瞭解我們太陽系歷史的背景資訊。這一發現為未來研究像 AB Aurigae 這樣的原行星盤的化學組成鋪平了道路，包括使用美國宇航局的詹姆斯韋伯太空望遠鏡。
哈勃太空望遠鏡是 NASA 和 ESA（歐洲航天局）之間的國際合作專案。位於馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達德太空飛行中心負責管理該望遠鏡。位於馬里蘭州巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所 (STScI) 開展哈勃科學業務。STScI 由華盛頓特區的天文學研究大學協會為 NASA 運營
