恐龍時代的星球誕生之謎：科學家如何揭開宇宙起源

一項由密西根州立大學、亞利桑那州立大學以及勞倫斯利佛摩國家實驗室攜手合作的突破性研究，正逐步解開行星形成的奧秘。透過詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（James Webb Space Telescope, JWST）與先進的計算模型，KRONOS計畫正在分析年輕系外行星的大氣層，其中一些行星的年齡甚至可追溯至恐龍時代。科學家們希望透過研究恆星光如何與行星大氣層互動，拼湊出這些遙遠世界的起源，甚至可能發現適合生命存在的條件。

天文學家長期以來一直試圖回答一個根本問題：行星是如何形成的？如今，這項由三所頂尖機構共同推動的研究，利用最先進的望遠鏡與高效能運算技術，試圖揭開這個謎團。研究團隊已獲得154小時的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡觀測時間，用於研究七顆系外行星的大氣層。這些行星形成於不到3億年前，大約與恐龍在地球上漫步的時期相同。

KRONOS計畫的聯合首席研究員、NASA薩根獎學金得主暨密西根州立大學助理教授Adina Feinstein表示：「瞭解不同年齡行星大氣層的組成仍是一個巨大的未知數，因為這些行星不僅難以發現，更難進行特徵分析。但有了JWST的精確儀器，我們終於有機會直接探討行星誕生時的樣子。」

JWST是由NASA、歐洲太空總署（ESA）以及加拿大太空署共同執行的任務，自啟用以來，已徹底改變了我們對太陽系外行星的理解。儘管目前已發現超過6,000顆系外行星，行星形成的細節仍然難以捉摸。其中一種研究方法便是觀察不同年齡的行星，特別是年齡不到3億年的年輕系外行星，當它們經過其母恆星時，科學家可以透過分析恆星光如何被大氣層吸收，來推測其組成。

KRONOS計畫的另一位聯合首席研究員、亞利桑那州立大學助理教授Luis Welbanks指出：「我們正在探索年輕系外行星大氣層的初步階段，這是一個幾乎未知的領域。透過我們的策略性合作，我們將突破模型與資料的極限，尋找行星大氣層及其母恆星的新見解。這些結果將揭示這些遙遠世界的物理與化學過程，引領未來理論與觀測研究的發展方向。」

為了克服計算成本高昂的問題，KRONOS團隊透過勞倫斯利佛摩國家實驗室的「計算大挑戰計畫」獲得了2,200萬小時的計算時間。這些資源將用於建立詳細的大氣模型，幫助科學家理解行星的形成與演化。勞倫斯利佛摩國家實驗室的首席研究員Peter McGill表示：「這項任務只有透過LLNL世界級的高效能運算平臺才能完成。」

除了KRONOS計畫研究的七顆行星外，團隊還將為JWST觀測到的70顆系外行星建立模型。這些大氣模型完成後將公開給天文學界，目標是促進開放協作科學，並對這一領域產生深遠影響。