跨國合作大型觀測計畫「exoALMA」最近發表一系列行星形成的研究成果。「exo」代表系外行星（exoplanet）、「ALMA」是智利阿塔卡瑪（Atacama）沙漠的大型毫米／次毫米波陣列（Atacama Large Millimeter/submillimeter Array）。計畫目標是找出正在年輕恆星周圍形成中的行星，並深入了解原行星盤結構與變化。以成像技術，exoALMA 團隊成功拍下目前最清晰「年輕太陽系」影像，揭示前所未見的細節。
▲ 原行星盤想像圖，描繪形成中行星如何重新分布周圍的氣體與塵埃。（Source：ALMA，下同）
這些影像就像將老花眼鏡換成高倍望遠鏡，研究員能看見原行星盤更細緻的結構。劇烈擾動強烈暗示，年輕行星正在重塑誕生環境。exoALMA 高解析觀測 15 個年輕恆星系統，辨認塵埃盤間隙與環帶、行星重力引發的氣體旋渦，以及其他可能與行星形成有關的盤面變化。和傳統尋找行星發出微弱光芒的方法不同，exoALMA 是觀察行星對周遭環境造成的影響找出它們的存在。這讓天文學家能夠發現更年輕，甚至尚未完全形成的行星。這種方法就像觀察池塘漣漪，推測水下是否有魚，而不是直接看到魚本身。
exoALMA 的觀測具備極高的解析能力，能看清距離地球約 450 光年處、原行星盤約 14 天文單位大小結構，甚至可測出氣體秒速 26 公尺的細微流動。團隊也根據這些資料，重建盤內氣體密度、溫度與速度3D分布，系統性分析多個原行星盤，了解行星誕生環境的物理特性。初步成果顯示，氣體分布不但豐富多樣，變化程度甚至比塵埃劇烈。
▲ exoALMA深度觀測15個原行星盤，顯示原行星盤氣體結構呈現驚人的多樣性，包括間隙、環帶與螺旋等形態（原行星盤影像依相對比例繪製）。
結合氣體與塵埃觀測分析，研究員逐步掌握原行星盤導致結構變化的主要物理機制，包括伴星或行星所造成的重力擾動，以及盤內的動態不穩定性。exoALMA 也首次提供觀測證據，幫助我們理解像太陽系這樣的行星系統，形成初期可能發生的種種關鍵互動。展望未來，exoALMA 有望徹底改變我們對行星如何與誕生環境互動的理解，並進一步破解原行星盤高度不對稱、難解釋的結構之謎。
