近日，天文学界迎来了一项激动人心的发现，为长久以来的推测提供了确凿证据：在太阳系以外的恒星系统中，存在着水冰。这一发现得益于美国国家航空航天局（NASA）詹姆斯·韦布空间望远镜所提供的详尽光谱数据。
此前，科学家们已通过探测水蒸气——水的气态形式，以及水在太阳系中的普遍存在，推测其他恒星系统中也可能存在水冰。如今，这一推测得到了强有力的支持。
NASA官网发布消息称，研究人员利用韦布望远镜的数据，确认了一颗距离地球155光年的类太阳恒星周围的尘埃碎片盘中，存在结晶水冰。早在2008年，NASA退役的斯皮策空间望远镜就曾暗示该系统中可能存在水冰，但直到韦布望远镜的出现，才使得这一发现得以证实。
此次发现不仅证实了水冰的存在，更明确了其形态为结晶水冰，这种物质在太阳系内的土星环以及柯伊伯带的冰冻天体中也有所发现。研究论文的第一作者、约翰·霍普金斯大学的助理研究科学家谢晨表示：“韦布望远镜探测到的不仅仅是水冰，而是结晶水冰，这是非常令人兴奋的。”
韦布望远镜探测到的水冰与尘埃碎片盘中的细小尘埃颗粒紧密结合，形成了微小的“脏雪球”。这一研究成果已在《自然》杂志上发表，引起了天文学界的广泛关注。
天文学家们对这类明确的数据已经等待了数十年。巴尔的摩市空间望远镜科学研究所的副天文学家克里斯汀·陈表示：“在我读研究生时，我的导师就告诉我碎片盘中应该存在冰，但直到韦布望远镜的出现，我们才拥有了足够灵敏的仪器来进行这些观测。”她补充道，这些数据与韦布望远镜最近对太阳系柯伊伯带天体的观测结果非常相似，令人惊讶。
水冰在围绕年轻恒星的圆盘中扮演着关键角色，对巨行星的形成有着重大影响。水冰还可能通过彗星和小行星等小天体被输送到已经形成的岩质行星上。韦布望远镜的这一发现为研究人员提供了新的视角，使他们能够以新的方式研究这些过程在许多其他行星系统中是如何发生的。
被编号为HD 181327的恒星比太阳年轻得多，其年龄仅为2300万年，而太阳的年龄则为46亿年。该恒星的质量略大于太阳，温度也更高，导致其周围形成了一个略大的星系。韦布望远镜的观测结果还揭示了恒星与碎片盘之间存在一个明显的空隙，这是一个没有尘埃的广阔区域。
在更远的地方，HD 181327的碎片盘类似于太阳系的柯伊伯带，那里有矮行星、彗星以及其他冰和岩石碎片。数十亿年前，我们的柯伊伯带可能与这颗恒星的碎片盘非常相似。陈表示：“HD 181327是一个非常活跃的系统，在其碎片盘中，碰撞事件频繁且持续发生。这些冰冻天体相互碰撞时，会释放出细小的含水冰尘埃颗粒，这些颗粒正好适合韦布望远镜进行探测。”
水冰在HD 181327系统中并非均匀分布，而是主要集中在最寒冷、距离恒星最远的地方。谢晨指出：“碎片盘的外侧区域含有超过20%的水冰。”随着研究人员向恒星靠近，发现的水冰数量逐渐减少。在碎片盘的中部，韦布望远镜探测到的水冰含量约为8%。而在最靠近恒星的区域，韦布望远镜几乎没有探测到水冰，这可能是由于恒星的紫外线使最近的水冰颗粒蒸发，或者水冰被岩石“锁”在内部而无法被探测到。
未来，研究团队将继续在银河系的碎片盘和正在形成行星的系统中寻找并研究水冰。谢晨表示：“水冰的存在有助于促进行星的形成，这些冰冻物质最终可能会被输送到在类似这样的系统中形成的岩质行星上。”这一发现不仅为天文学界带来了新的研究方向，也为理解行星形成和演化提供了新的线索。
