在今天的宇宙中，遍布着行星。但在宇宙刚刚诞生时，情况不同。过去的研究通常认为，行星形成是个相对缓慢的渐进过程，直到宇宙年龄达到今天的大约半、宇宙平均金属丰度过某个临界值之后，行星形成活动才达到峰。

但在项新发表于《体物理学杂志快报》的研究中，个研究团队通过数值模拟发现，在宇宙黎明时期，也就是大爆炸后仅约1亿年，新星爆发就能够将周围局部气体的金属丰度提到约为太阳金属丰度的水平。他们证明了，作为类地行星前身的星子，可以在这类新星爆发留下的遗迹中，围绕低质量、寿命很长的恒星形成；这过程甚至可以发生在早的星系形成之前，远远早于此前的设想。

行星原料的来源

宇宙中的代恒星被称为星族III恒星。它们诞生时，宇宙中充满了几乎未经重元素污染的原初气体，其中只有氢、氦和少量锂。在这些早的恒星中，有些质量其巨大，并终以剧烈的新星爆发结束生。这些爆发具有个至关重要的作用：它们次把恒星内部制造的重元素大量释放到宇宙中。

碳、氧、铁等元素不仅是后来形成生命的重要原料，同样也是形成岩石行星所需的物质。没有这些重元素，就很难形成尘埃颗粒，难进步形成星子和类地行星。因此，代新星可以被看作宇宙中早的批“重元素工厂”。

在星族III恒星的爆发中，有种特别端的类型叫作对不稳定新星。这类爆发威力其巨大，会将原来的恒星摧毁，并且次爆发就能向此前几乎不含重元素的周围环境中抛出过100个太阳质量的重元素。

宇宙学模拟表明安徽橱柜台面胶，这些新星产生的氧，可能使新星遗迹中的致密气体核心含有相当比例的水。这或许为后续世代恒星周围形成富水的原行星盘创造了条件，从而使形成行星所需的条件，早可能在大爆炸后1.5亿至2亿年就已经具备。

行星的种子

星子是行星形成过程中个关键的中间阶段。它们比普通尘埃和颗粒大得多，但还没有成长为真正的行星。在新的研究中，为了检验星族III新星遗迹中的这些富水致密核心是否能够形成星子，万能胶厂家研究团队开展了数值模拟，追踪了个位于对不稳定新星遗迹中的致密气体核心，会如何在自身引力作用下坍缩，并在颗原恒星周围形成原行星盘。

模拟展示了原恒星形成后1.3万至6万年间，原行星盘的形成与演化过程。（图/Vorobyov et. al. 2026）

模拟从个质量约为1个太阳质量的气体云核心发生引力坍缩开始。随着气体云不断坍缩，物质向中心聚集。大约2.4万年后，颗原恒星形成。但气体并不会全部直接落向恒星。由于原始气体本身具有角动量，部分物质会围绕正在形成的恒星旋转，并逐渐形成个扁平的原行星盘。

通过进步追踪这个早期原行星盘中气体和尘埃的演化，研究人员发现，在颗低质量原恒星周围，盘中的固体物质能够不断聚集，并终形成星子。模拟中，大量星子集中出现在距离中心恒星约0.5—1.0个天文单位的位置。作为对比，地球与太阳之间的平均距离正好是1个天文单位。这些星子的总质量达到数个地球质量。

原恒星形成4万年后的模拟结果，展示气体、尘埃、星子分布及尘埃与气体质量比。（图/Vorobyov et. al. 2026）

虽然这项模拟并没有继续计到颗完整行星真正形成，因为这需要复杂的多体建模和大量计资源，但形成出来的星子已经足够多，原则上可以进步聚集成颗火星质量甚至地球质量的行星。

不缺水？

这项研究另个令人意外的结果，是这个早期原行星盘中已经存在相当丰富的水。其中水的质量分数，只比太阳系形成时期的相应水平低几倍。这意味着如果盘中的星子终成长为行星，这些行星也可能以种与地球相似的式获得水。

因此，至少从物质条件上看，宇宙早的批类地行星并不定缺少水。适行星形成的条件可能比此前认为的出现得早得多。如果确实如此，那么个很有意思的问题也随之而来：潜在宜居的世界，是否也可能比我们此前想象的早得多就已经出现？

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