科学家们经常犯下一个巨大的罪过：仅仅基于少量的例子（可能只有一个）就假设我们可以为这些例子重建的最好的科学故事普遍适用于所有类似的系统。也许没有比系外行星科学更能说明犯下这种罪恶的领域了。直到 1990 年代初，我们传统上认为其他行星系统会与我们自己的行星相似：内部有岩石行星、类似小行星带、气态巨行星世界，然后是类似柯伊伯带的行星。今天，我们拥有数以千计的系外行星，我们知道很多方面都不是这样：
行星可以是任何质量，也可以与其母星有任何距离，
许多超级木星行星，以及许多质量介于地球和海王星之间的行星，比比皆是，
而且一些恒星系统的传送带数量甚至与我们自己的太阳系的两条传送带数量不同。
此外，所有恒星似乎都没有行星;只有那些重元素含量足够丰富的那些;行星在重元素含量低于太阳重元素 25% 的恒星周围变得不那么常见，在重元素含量低于太阳重元素含量低于 8% 的恒星周围则极为罕见。
那么，与 Vega 有什么关系呢？它是地球夜空中第五亮的恒星。它很年轻，只有 7 亿年的历史，周围仍然有一个尘土飞扬的碎片盘。它的重元素含量是太阳的 32%，质量大约是太阳的两倍。然而，它的 碎片盘几乎是完全光滑 和对称的，几乎没有显示出任何 行星形成或分化 的证据 。现在，最大的问题是为什么？
这张 ALMA 图像展示了正面的原行星盘 TW Hydrae。圆盘被照亮的部分直径略高于 100 天文单位 （A.U.），或略高于太阳与海王星距离的三倍。有了海王星大小的阵列，我们就能在这个射电数据中看到地球大小的微小系外行星，甚至是那些离新形成的恒星非常近的行星。这将需要在时间安排方面取得重大进展。
对于任何物理系统，我们可以提出的最重要的问题之一是，我们是否可以讲述一个关于类似系统的一般故事，这些故事在我们可以指出的各种具体例子中仍然成立。随着对新形成的行星系统的高分辨率红外和射电成像的出现，一个统一的故事似乎出现了。
首先，从恒星在其核心中点燃核聚变的那一刻起（甚至更早），一个星际物质盘似乎就存在，并且至少在最初是完全无差别的、光滑的和对称的。
然而，不对称和分化通常在母星年龄在 1-200 万年之间时开始出现。
当一个恒星系统年龄在 2-1000 万年之间时，分化特征出现，行星形成盘会随着时间的推移慢慢消失。
最后，额外的尘埃碎片在那个年轻的恒星系统中持续存在，导致的不是原行星盘，而是碎片盘，它可以在恒星诞生后持续存在数亿年甚至长达十亿年。
这些围绕年轻恒星系统的盘在 21 世纪在这里被拍摄得非常壮观，最引人注目的是像 ALMA 这样的天文台，它使用非常长的基线干涉测量来创建原行星盘和碎片盘的射电图，以及从地面和太空运行的红外天文台。哈勃望远镜和地基望远镜在这里做了出色的工作，但 自 2022 年以来，真正改变游戏规则的是 JWST 的出现 ：我们的星载和红外专业旗舰天文台。
詹姆斯·韦伯太空望远镜 （JWST） 拍摄的原行星盘（或称 Orion 294-606）的这张照片不仅展示了 JWST 在对此类物体进行成像方面有多么出色，还展示了恒星系统彼此之间的真实距离，即使在它们形成的恒星形成区域内也是如此。这个新形成的天体是由于气体云坍缩造成的，总有一天会变成一颗恒星，但还不是恒星。恒星只需要太阳所拥有的重元素的一小部分即可形成行星。
也许 JWST 时代最大的惊喜恰恰来自这个领域。之前对年轻恒星Fomalhaut的观测表明，它周围仍有大量尘埃碎片：考虑到它只有4.4亿年的历史，而且离得非常近，距离只有25光年，这并不奇怪。Fomalhaut 是双鱼座中最亮的恒星，总体上是地球夜空中 第 18 位最亮的恒星 。也许它最引人注目的特征是一个巨大的碎片环，最初由哈勃发现，后来被 ALMA 证实，它以相当大的距离围绕着这颗恒星：133 个天文单位（其中一个天文单位是地球与太阳的距离），或者说是从太阳到柯伊伯带的距离的三倍左右。
然而，当 JWST 将其红外专业关注到 Fomalhaut 系统，尤其是 MIRI（中红外仪器）相机时，一个巨大的惊喜出现了。不仅有一个内盘区域，对应于任何内行星和一条类似小行星的带，以及已知的外盘（或外环）区域，而且 里面还有一个巨大的惊喜：第三个中间带 ，它的内部和外部都有间隙，将这个环或带与内盘和外环分开。这一发现完全出乎意料，并作为一个警示故事，不要在没有所需支持证据的情况下从「一个或几个」例子做出假设和推断到「普遍」。
当然，如果你对 Fomalhaut 感兴趣，那么从天文学家的角度来看，你也应该对 Vega 感兴趣。Vega 和 Fomalhaut 在很多方面都非常相似。织女星是其星座天 琴座 中最亮的恒星，实际上是整个夜空中第五亮的恒星，仅次于天狼星、Canopus、半人马座阿尔法星和大角星。织女星的质量也是太阳的两倍左右（2.15 个太阳质量，而 Fomalhaut 的质量为 1.92 个太阳质量），因此比 Fomalhaut 更亮一些，物理尺寸更大，温度更高。它也是 25 光年的距离，而且与 Fomalhaut 一样，其中的重元素数量比太阳略少。
织女星也更古老一些，估计年龄为 7 亿年，但它周围似乎仍然有一个碎片盘。（这恰好对应于我们太阳系历史上的大致同一时间，当时我们认为我们的碎片盘消失了，对太阳系天体的猛烈轰炸结束了。值得注意的是， 21 世纪初， 美国宇航局的斯皮策太空望远镜（中红外）和欧洲航天局的赫歇尔太空天文台（远红外）之间发生了一次合作，以表明 织女星周围可能存在两个突出特征 ：
一条凉爽的外带，它似乎是我们的柯伊伯带的类似物，
以及一条温暖的内带，这可能对应于我们的小行星带的类似物。
然而，这需要未来的观察和一套卓越的知识才能确定。
现在，新一代天文台会揭示新功能并不完全令人震惊。毕竟，这通常是我们 建造它们的全部意义所在 ：寻找、识别和表征超出所有先前天文台仪器限制的特征。这就是为什么我们观察 最接近的对象类示例 以更好地测量它们的特性如此重要的原因，这也是为什么如果我们想全面了解这些系统，我们必须保留各种各样的对象示例，包括我们看到的不寻常的异常值。
例如，我们研究了 GW Orionis， 发现了行星的证据，以及 围绕该系统内所有三个恒星成员运行的断开连接的环形碎片特征。我们使用 ALMA 观察了大量仍处于不同形成阶段的行星系统，并发现了这些特征是多么普遍：带有间隙的圆盘，表示行星，以及仍然存在于圆盘尘埃部分的大量质量，通常是地球质量的数百倍。
我们发现，只要核聚变首次在该恒星中点燃以来已经过去了足够的时间，并且只要所讨论的恒星内部有足够丰富的重元素，行星的形成以及这些盘中特征的存在似乎是不可避免的。
不过，您可能想知道，这种 「总体情况」 是否真的适用于所有地方，或者是否有特殊的系统与这种推断趋势相悖。也许，你可能会想，其他类似 Fomalhaut 的系统是否都像 Fomalhaut（有三条带和许多缝隙）或像我们自己的太阳系（有两条带和八颗主要行星），或者是否有其他例子可以证明恒星系统及其行星可以采取的一般配置。市面上有单传送带或无传送带的系统吗？是否有比比皆是的四带或更多系统？有没有富含重元素的系统周围似乎根本没有任何行星？
通常情况下，这些问题表明我们应该始终提出的问题，即使我们没有必要的资源来回答这些问题。我们应该对各种可能性保持开放的态度，即使数据只表明少量示例和少量表示的解决方案。我们应该记住，在我们有足够的数据向我们展示实际存在什么之前，不要对应该存在什么做出假设。
当然，我们并不总是成功地做到这一点;从我们拥有的数据中得出笼统结论的诱惑是难以抗拒的。但是有了织女星，我们就有了碎片盘系统的新例子，随着 新的哈勃观测 以及 第一次 JWST 观测 ，我们现在有一些有趣的东西需要考虑。
这显示了从哈勃太空望远镜数据推断出的年轻恒星织女星周围发现的尘埃碎片盘的散射光分布。这种解释虽然是临时的，但似乎表明在 80-230 A.U. 之间有大量非常小粒的尘埃。
首先，哈勃观测代表了我们对织女星系统周围散射光所做的最深入的搜索。因为织女星很热，很近，周围有一个大的碎片盘（超过 170 个天文单位，或者说到柯伊伯带的距离是距离的四倍），而且哈勃太空望远镜（如 JWST）配备了日冕仪，我们可以执行一系列步骤，其中：
对来自恒星本身的光进行建模，
以适当的热梯度对尘土飞扬的碎片盘进行建模，
然后通过从实际数据中减去简单模型来查找该磁盘中的特征或缺陷。
研究小组能够实现迄今为止最低的表面亮度灵敏度：低至 0.004 mJy/arcsec²（左上图上的刻度也以 mJy/arcsec² 为单位），并且他们实际上确实检测到了散射轻尘埃晕的证据。如果光晕由小尘埃颗粒组成，并从哈勃数据指示的位置延伸 80-230 个天文单位，那么 ALMA 之前观测到的母行星带和扩展的尘埃晕之间没有明显的区别。
这意味着，尽管 Fomalhaut 和 Vega 在年龄、距离、亮度和重元素丰度方面相似，但它们的盘以及内部可能存在的行星却大不相同。
当我们 再添加 JWST 数据时， 这组差异只会加剧。使用 MIRI 相机的多种不同的光度滤光片，用 JWST 测量该系统的天文学家能够直接对织女星周围的尘埃碎片进行成像，它发现的结果既引人注目又令人惊讶。
首先，织女星周围有一个行星碎片盘，与 Fomalhaut 周围的盘不同，它是光滑的、对称的，并且以恒星为中心，精度很高。这表明圆盘实际上是正面朝向我们的。
其次，与 ALMA 数据（揭示了一条行星带）相吻合的是一个宽阔的柯伊伯状环，从织女星的 ~80 个天文单位一直延伸到 ~170 个天文单位：这是有史以来最大的柯伊伯状带之一。
第三，该带的内部是更光滑、对称的碎片，在距离织女星约 ~60 个天文单位处仅略微下降，这可能表明一颗小型、低质量的行星，其质量一定比土星小得多，实际上质量不会超过大约 ~6 个地球质量。（这只有天王星或海王星质量的 30% 左右。
最后，织女星系的内盘有一个边界或边缘，它终止于距离恒星约 3-5 个天文单位的地方，与我们自己的小行星带所在的位置一致。
那么，最大的问题就变成了如何解释这些数据，或者如何将这些观测结果转化为它对整个织女星系统的意义。
就行星而言，我们唯一拥有的证据是：
对于一颗行星来说，质量比土星小得多，也可能不比一个迷你海王星类型的世界大，距离恒星 ~60 个天文单位，或者大约是太阳与海王星距离的两倍，
对于一个可能和海王星一样大的行星（但也可能是质量更小，或者行星数量更多），在这个系统的内 3-5 个天文单位中，将温暖碎片的内边缘与最靠近恒星的热区分开。
对于该系统的其余部分，从 ~5 到接近 ~60 个天文单位，然后，从 80 个天文单位开始，没有证据表明该系统中的任何地方都有任何其他行星。
通过结合来自哈勃、ALMA 和 JWST 的数据，科学家可以推断出，位于宽阔外带内部的织女星系统中的尘埃颗粒晕很小 ，但不是亚微米大小，可能是由于太阳辐射 对该特定大小的尘埃颗粒施加的压力而向内拖动的。（天文学家称之为 Poynting-Robertson 效应 。
最令人惊讶的部分是什么？我们有一颗大质量恒星，亮度和大小是太阳的两倍多，表面温度约为 10,000 K，本质亮度约为太阳的 47 倍，这已经有 7 亿年的历史了，但根本没有证据表明它周围有巨行星。此外，有强有力的证据反对织女星系内有任何土星质量（或更大）的行星。如果你在玩系外行星宾果游戏，那么这个游戏甚至不太可能成为任何一个玩家的卡上的一个选项。
那么这是怎么回事呢？人们所期望的围绕着一颗已经经历行星形成阶段的年轻、明亮、大质量的恒星周围的行星在哪里？为什么这个盘如此光滑和均匀，几乎没有分化的迹象，除了在太阳与海王星两倍的距离处有一个微小的「凹陷」（我什至讨厌称之为间隙）和一个内部间隙，它可以揭示出一颗位于我们小行星带附近或木星距离的海王星质量行星？
我想说 的是最近几个月我经常说 的一句话：这是只有通过观察能力的变革性飞跃才能获得的力量。当你从像 Spitzer 这样的仪器（分辨率不到 JWST 的 10%，聚光能力不到 1%）升级到像 JWST 这样的仪器时，新的技术能力带来了巨大的发现潜力：发现新天体、现象或特征的能力，否则所有过去的天文台都看不到。你建造像 JWST 这样的望远镜的原因不是因为你知道你能找到什么，而是因为你知道你能进行哪些类型的测量，以及因为这些测量可能让你发现自然本身。
就在几周前，我们还不知道该如何看待 Vega，也不知道该问什么问题。现在， 很明显我们需要问 ：「为什么以及如何没有大型行星穿过这个碎片盘？行星的形成预计不迟于恒星生命周期的 200 万年开始，预计在恒星生命周期的 ~1000 万年内基本完成。但是我们现在在这里，大约在织女星形成大约 ~7 亿年后，几乎没有任何行星结构的证据。
为什么？如何？这是常见的还是罕见的？那么，市面上的行星系统的全部类型又是怎样的呢？在 JWST 时代，我们终于学会了应该问什么问题。答案，无论它们是什么，都必须等待未来的观察，然后才能揭开它们的面纱。
