詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST）又立了一功。這次，它在130光年外的HR 8799系統，直接拍到了系外行星大氣中的二氧化碳。是的，不是間接推測，不是模型計算，而是實打實地“看”到了。

HR 8799，這個多行星系統，是行星形成研究的明星物件。年輕，才3000萬歲，和46億歲的太陽系相比，還是個嬰兒。它的四顆巨行星仍在發熱，釋放大量紅外輻射。這給了科學家前所未有的機會——用JWST的紅外視野，去解剖它們的大氣。

之前，JWST的一個關鍵發現是在2022年，通過分析WASP-39 b的透射光譜，間接探測到了二氧化碳。但這次，是直接拍到的。這代表JWST不僅能分析遙遠行星的光譜，還能用直接成像的方法，研究系外行星的大氣成分。科學家們可以從另一個維度，驗證現有的行星形成理論。

這一發現，還給出了HR 8799系統行星形成模式的強力證據。兩種理論，一種是核心吸積模型（Core Accretion），行星從塵埃慢慢積累核心，然後吸引氣體；另一種是盤不穩定模型（Disk Instability），行星像小恆星一樣，在盤中迅速坍縮形成。HR 8799的四顆巨行星，似乎走的是前者的路——它們大氣里的重元素（比如碳、氧、鐵）含量，比之前想像的還要高。對比它們所繞的恆星，這意味著它們更可能是通過核心吸積模式形成的。

JWST的強大之處，在於它的紅外能力和自帶的“遮光板”——日冕儀（coronagraph）。它就像一個小遮陽板，把HR 8799的主星光芒擋掉，才讓天文學家得以窺探這四顆行星的秘密。傳統望遠鏡面對系外行星的麻煩在於，恆星太亮，行星太暗，基本上就像在強烈探照燈旁邊找一隻螢火蟲。但JWST，硬是靠著紅外探測和日冕儀，直視這些暗弱的遙遠世界。

這次研究的目標不止HR 8799，還有另一個系統——51 Eridani，距離我們96光年。它的行星51 Eridani b，也在JWST的紅外視野下顯現，尤其是在4.1微米波段。這顆行星被認為是太陽系木星的“年輕版”，研究它，就是在看40多億年前木星可能是什麼樣。

科學家們激動，但他們早有心理準備。因為過去10年，他們就在等JWST來驗證這一能力。該望遠鏡本來的一個目標，就是研究這些外部世界的“大氣”——畢竟，地球的大氣成分決定了生命的可能性。而像HR 8799這樣的系統，可能暗藏更多太陽系形成的線索。木星和土星是怎麼來的？那些類地行星，是如何在這些龐然大物的引力作用下倖存的？這次發現，把這些問題又推向了前臺。

JWST的這項成果，改變了什麼？

第一，驗證了核心吸積模型的適用性。過去對於遠距離巨行星的形成模式，科學界一直爭論不休，而這次的二氧化碳探測，強烈支援了它們通過核心積累的方式形成，而不是直接坍縮。

第二，證明JWST可以做的不僅是“推理”，還可以直接“觀察”。過去很多對系外行星大氣成分的研究，都是通過分析它們掠過母星時的透射光譜得出的。但這次，JWST證明瞭它可以直接用紅外成像技術，獨立捕捉大氣化學成分。這就為未來的研究開闢了一條全新的路徑。

第三，讓更多科學家關注巨行星的作用。行星形成模型，不只是關心行星如何誕生，還要研究它們對整個行星系統的影響。木星、土星在太陽系內起到的作用，既是“破壞者”，也是“保護者”——它們可能掃蕩了早期的行星材料，讓地球得以形成穩定的環境；也可能在關鍵時刻擋住了某些毀滅性的彗星撞擊。而在其他恆星系統裡，類似的巨行星可能也在扮演類似的角色。要理解地球的獨特性，就得先搞清楚這些“巨大”是怎麼來的。

研究團隊已經在申請更多JWST觀測時間，要用這種二氧化碳探測的方法，去研究更多遙遠的系外巨行星。目標很明確——看看那些長軌道的行星，是否也遵循核心吸積的規則。因為至今為止，我們只瞭解太陽系，而太陽系在整個宇宙中，可能只是一個“例外”，也可能是“普遍現象”。要搞清楚，就得看別的系統。