首尔大学 Lee Jeongeun 教授团队首次揭示恒星诞生过程中硅酸盐生成与迁移机制
韩国国内研究团队通过观测揭示了太阳系和行星形成初期阶段的核心过程。他们利用詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST），首次在全球范围内捕捉到恒星诞生过程中硅酸盐结晶的瞬间，以及该物质向外部迁移的机制。
科学技术信息通信部22日表示，由首尔大学教授 Lee Jeongeun 带领的研究团队通过观测证实，在恒星形成过程中发生的爆发现象式质量吸积（accretion burst）会将原行星系盘内侧加热到高温，使硅酸盐发生结晶，并且这类生成的物质可以被运送到外侧。本次研究是在科学技术信息通信部基础研究项目（中坚研究·基础研究室）的资助下完成的。
詹姆斯·韦布空间望远镜观测到的胎儿恒星 EC 53 的中红外光谱（J.-E. Lee 等 2026 年发表于《Nature》）。上图为利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）中红外分光仪（MIRI）观测到的胎儿恒星 EC 53 的光谱。在爆发期（红色）内，相较于休止期（蓝色），亮度提高了 3 倍以上，尤其在 10μm 附近，硅酸盐吸收特性格外显著。下图为比较爆发期与休止期亮度比值的图像，可以看到在 10μm 波段亮度大幅增加。这表明在爆发阶段，原行星系盘内部新形成了硅酸盐成分。李廷恩 首尔大学物理天文学系教授提供
View original image硅酸盐是构成类地行星和彗星的关键矿物。特别是结晶硅酸盐，被认为只能在600℃以上的高温环境中形成。尽管如此，人们在起源于极度寒冷的太阳系外侧的彗星中发现了结晶硅酸盐，因此，如何解释在高温环境中形成的物质是通过什么机制迁移到外侧，一直是长期未解之谜。
研究团队利用韩国国内唯一掌握的詹姆斯·韦布太空望远镜观测时间，对位于蛇夫座星云中的类胚胎恒星 EC 53 进行了重点观测。EC 53 的亮度大约以18个月为周期变化，可以清晰区分静止期和爆发期。研究人员利用 JWST 的中红外光谱仪（MIRI），对这两个时期的光谱进行了对比观测。
磁流体力学盘风导致的硅酸盐结晶与再分配示意图（J.-E. Lee 等 2026 年发表于《Nature》）。该图以示意方式展示了爆发阶段原行星盘中发生的硅酸盐结晶与迁移过程。左图结合爆发期盘内部的温度分布，给出了晶质辉石（浅绿）和橄榄石（绿色）的结晶区域；右图则展示了已形成的晶质硅酸盐混合并迁移的过程。这些硅酸盐在磁流体力学盘风作用下，从盘表面被抬升并可输运至外侧区域；盘内部的垂直混合表明，在数年内盘中部平面上的晶质硅酸盐比例将会提高。李廷恩 首尔大学物理天文学部教授提供
View original image结果仅在爆发期清晰探测到具有结晶硅酸盐特征的红外信号。分析表明，这些信号来自结晶橄榄石和辉石成分，确认是靠近类胚胎恒星、炽热的盘内侧中新形成的物质。这为硅酸盐结晶确实发生在恒星诞生初期的爆发性演化阶段，提供了直接观测证据。
研究团队还进一步揭示，盘内侧形成的结晶硅酸盐可以通过盘风（disk wind）被运送到寒冷的盘外侧。这意味着，可以用一个统一的物理情景来解释彗星中结晶硅酸盐的起源及其迁移过程。
这一研究成果以“吸积爆发在行星形成盘中使硅酸盐发生结晶（Accretion bursts crystallize silicates in a planet-forming disk）”为题，于21日（当地时间）发表在国际学术期刊《Nature》上。
主导本次研究的 Lee Jeongeun 教授表示：“这是长期积累的理论预测通过詹姆斯·韦布太空望远镜观测得到验证的一个案例。我们计划通过后续观测，继续确认硅酸盐结晶及物质迁移过程是否也普遍出现在其他恒星周围。”
本次成果不仅为理解太阳系，而且为理解其他恒星周围行星系的形成过程提供了重要基准点，同时也被评价为利用詹姆斯·韦布太空望远镜开展时序观测研究的一个新里程碑。
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