近日，天文學界迎來了一項激動人心的發現，為長久以來的推測提供了確鑿證據：在太陽系以外的恒星系統中，存在著水冰。這一發現得益于美國國家航空航天局（NASA）詹姆斯·韋布空間望遠鏡所提供的詳盡光譜數據。
此前，科學家們已通過探測水蒸氣——水的氣態形式，以及水在太陽系中的普遍存在，推測其他恒星系統中也可能存在水冰。如今，這一推測得到了強有力的支持。
NASA官網發布消息稱，研究人員利用韋布望遠鏡的數據，確認了一顆距離地球155光年的類太陽恒星周圍的塵埃碎片盤中，存在結晶水冰。早在2008年，NASA退役的斯皮策空間望遠鏡就曾暗示該系統中可能存在水冰，但直到韋布望遠鏡的出現，才使得這一發現得以證實。
此次發現不僅證實了水冰的存在，更明確了其形態為結晶水冰，這種物質在太陽系內的土星環以及柯伊伯帶的冰凍天體中也有所發現。研究論文的第一作者、約翰·霍普金斯大學的助理研究科學家謝晨表示：“韋布望遠鏡探測到的不僅僅是水冰，而是結晶水冰，這是非常令人興奮的。”
韋布望遠鏡探測到的水冰與塵埃碎片盤中的細小塵埃顆粒緊密結合，形成了微小的“臟雪球”。這一研究成果已在《自然》雜志上發表，引起了天文學界的廣泛關注。
天文學家們對這類明確的數據已經等待了數十年。巴爾的摩市空間望遠鏡科學研究所的副天文學家克里斯汀·陳表示：“在我讀研究生時，我的導師就告訴我碎片盤中應該存在冰，但直到韋布望遠鏡的出現，我們才擁有了足夠靈敏的儀器來進行這些觀測。”她補充道，這些數據與韋布望遠鏡最近對太陽系柯伊伯帶天體的觀測結果非常相似，令人驚訝。
水冰在圍繞年輕恒星的圓盤中扮演著關鍵角色，對巨行星的形成有著重大影響。水冰還可能通過彗星和小行星等小天體被輸送到已經形成的巖質行星上。韋布望遠鏡的這一發現為研究人員提供了新的視角，使他們能夠以新的方式研究這些過程在許多其他行星系統中是如何發生的。
被編號為HD 181327的恒星比太陽年輕得多，其年齡僅為2300萬年，而太陽的年齡則為46億年。該恒星的質量略大于太陽，溫度也更高，導致其周圍形成了一個略大的星系。韋布望遠鏡的觀測結果還揭示了恒星與碎片盤之間存在一個明顯的空隙，這是一個沒有塵埃的廣闊區域。
在更遠的地方，HD 181327的碎片盤類似于太陽系的柯伊伯帶，那里有矮行星、彗星以及其他冰和巖石碎片。數十億年前，我們的柯伊伯帶可能與這顆恒星的碎片盤非常相似。陳表示：“HD 181327是一個非常活躍的系統，在其碎片盤中，碰撞事件頻繁且持續發生。這些冰凍天體相互碰撞時，會釋放出細小的含水冰塵埃顆粒，這些顆粒正好適合韋布望遠鏡進行探測。”
水冰在HD 181327系統中并非均勻分布，而是主要集中在最寒冷、距離恒星最遠的地方。謝晨指出：“碎片盤的外側區域含有超過20%的水冰。”隨著研究人員向恒星靠近，發現的水冰數量逐漸減少。在碎片盤的中部，韋布望遠鏡探測到的水冰含量約為8%。而在最靠近恒星的區域，韋布望遠鏡幾乎沒有探測到水冰，這可能是由于恒星的紫外線使最近的水冰顆粒蒸發，或者水冰被巖石“鎖”在內部而無法被探測到。
未來，研究團隊將繼續在銀河系的碎片盤和正在形成行星的系統中尋找并研究水冰。謝晨表示：“水冰的存在有助于促進行星的形成，這些冰凍物質最終可能會被輸送到在類似這樣的系統中形成的巖質行星上。”這一發現不僅為天文學界帶來了新的研究方向，也為理解行星形成和演化提供了新的線索。
