利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA），天文学家获得了24个系外行星碎片盘的高分辨率图像，被认为是目前此类结构最清晰的观测结果，展示了行星从诞生到成熟行星系统之间的动态过渡阶段。

暗淡碎片盘细节首次系统呈现

此次观测来自“ALMA分辨系外柯伊伯带子结构调查”（ARKS）项目。研究团队构建了一套暗淡碎片盘图集，分辨出多种精细结构，包括多重环带、宽广而平滑的晕环、边缘清晰的盘缘，以及此前未预期的弧状和团块结构。研究人员指出，这些特征指向行星对碎片盘的持续塑形作用。

在成像中，研究团队利用不同颜色区分尘埃与气体的分布：琥珀色标示24个碎片盘中尘埃的位置及丰度，蓝色则显示其中6个富含气体的碎片盘内一氧化碳气体的分布和丰度。

碎片盘为行星系统“后期演化”提供窗口

碎片盘是存在于年轻和成熟行星系统中的稀薄尘埃带。由于尘埃在恒星辐射和相互碰撞作用下寿命较短，天文学界普遍认为，这些尘埃主要源自公里级甚至更大尺度行星胚胎体之间的碰撞。

研究人员将碎片盘视为太阳系小行星带和柯伊伯带的系外对应物。此类结构的年龄跨度从数千万年至数十亿年，为行星系统最终组装阶段提供了观测窗口，也为连接原行星盘中已观测到的结构与目前已知的成熟系外行星族群提供了线索。

与行星诞生阶段明亮、富含气体的原行星盘相比，碎片盘要暗淡数百至数千倍，这给观测带来显著挑战。来自卫斯理大学的梅雷迪斯·休斯（Meredith Hughes）及其同事利用ALMA的高灵敏度和高分辨率，克服了这一难题，获取了围绕其他恒星的24个碎片盘的细致图像。

休斯表示，人类此前更多看到的是行星形成的“婴儿期”图像，而此次工作填补了行星系统“青少年时期”这一关键阶段的观测空白。

ARKS树立碎片盘观测新基准

研究团队称，ARKS是迄今为止规模最大、分辨率最高的碎片盘系统性调查，在该领域起到类似原行星盘研究中DSHARP项目的作用，被视为新的观测基准。

根据ARKS的结果，约三分之一被观测到的碎片盘呈现明显子结构，如多个环带或清晰的间隙。研究人员指出，这些特征可能是早期行星形成阶段遗留下来的结构，也可能是行星在更长时间尺度上持续塑造的结果。

观测显示，一些碎片盘似乎保留了早期复杂结构，另一些则逐渐变得平滑并向外扩展，形成宽广的带状结构，与目前对太阳系演化过程的预期相符。许多碎片盘同时呈现出“平静”与“混乱”区域，例如存在垂直方向上膨胀的区域，被研究人员类比为太阳系中宁静的经典柯伊伯带天体与被海王星早期迁移散射天体的混合状态。

气体残留与不对称结构指向潜在行星影响

ARKS结果显示，若干碎片盘中的气体存续时间明显长于此前预期。在部分系统中，这些残留气体可能影响正在生长的行星的化学组成，甚至可能将尘埃推移至更外侧，形成宽广的晕环结构。

不少碎片盘呈现出显著不对称性，包括明亮的弧状结构或偏心形态。研究团队认为，这些现象可能与尚未被直接探测到的行星的引力作用有关，也可能记录了行星迁移过程留下的“诞生伤痕”，或反映气体与尘埃之间的相互作用。

都柏林三一学院的卢卡·马特拉（Luca Matrà）表示，这些碎片盘记录了行星轨道被扰动以及类似塑造地-月系统的巨大撞击事件发生的时期。通过比较不同年龄和类型恒星周围的数十个碎片盘，ARKS有助于辨别这些混乱特征究竟是从早期阶段继承而来，由行星后期塑造，还是由其他宇宙过程驱动。

研究团队指出，相关问题的进一步厘清，有望帮助判断太阳系的演化历史在宇宙中是特例还是具有普遍性。

研究发表

上述成果已发表于《天文学与天体物理学》（Astronomy & Astrophysics）期刊，论文题为《ALMA分辨系外柯伊伯带子结构调查（ARKS）。I. 动机、样本、数据处理及结果概述》（S. Marino et al., 2026, A&A, 705, A195; doi: 10.1051/0004-6361/202556489）。