新研究稱，新生氣態(tài)行星可能出奇地平坦
來源：桑間濮上網(wǎng)
時間：2025-11-27 06:44:03
一位藝術(shù)家對太陽系外行星“熱木星”的新生行星概念。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/JPL加州理工學(xué)院
（神秘的氣態(tài)北京外圍（外圍經(jīng)紀人) 外圍空姐（電話微信181-2989-2716）高端質(zhì)量，滿意為止地球uux.cn）據(jù)對話（迪米特里斯·斯塔馬特洛斯）：一顆新的行星在一個由氣體和塵埃組成的旋轉(zhuǎn)圈里開始了它的生命，這個旋轉(zhuǎn)圈被稱為原恒星盤。出奇我和我的地平同事利用計算機模擬顯示，這些盤中的新研究稱新生氣體行星很可能具有令人驚訝的扁平形狀。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《天文學(xué)和天體物理學(xué)快報》上，新生行星可能會增加我們對行星形成的氣態(tài)確切了解。
觀察剛剛形成并仍在其原恒星盤中的出奇原行星是極其困難的。到目前為止，地平只有三顆這樣年輕的新研究稱北京外圍（外圍經(jīng)紀人) 外圍空姐（電話微信181-2989-2716）高端質(zhì)量，滿意為止原行星被觀測到，其中兩顆在同一個系統(tǒng)PDS 70中。新生行星
我們需要找到年輕的氣態(tài)系統(tǒng)，距離我們的出奇望遠鏡足夠近，能夠探測到來自行星本身的地平昏暗光線，并將其與圓盤的光線區(qū)分開來。行星形成的整個過程只持續(xù)幾百萬年，從天體物理學(xué)的角度來看，這不過是一眨眼的功夫。這意味著我們需要運氣才能在形成過程中抓住它們。
我們的研究小組進行了計算機模擬，以確定氣態(tài)原行星在行星搖籃中各種熱條件下的特性。
模擬具有足夠的分辨率，能夠從早期階段跟蹤盤內(nèi)原行星的演化，當時它只是盤內(nèi)的一個冷凝物。這種模擬對計算要求很高，是在英國天體物理超級計算設(shè)施DiRAC上運行的。
通常情況下，一個圓盤內(nèi)會形成多個行星。研究發(fā)現(xiàn)，原行星的形狀被稱為扁球體，像Smarties或M & M‘s，而不是球形。它們主要通過兩極而不是赤道吸入氣體來增長。
從技術(shù)上講，我們太陽系中的行星也是扁球體，但它們的扁平度很小。土星的扁平率為10%，木星為6%，而地球僅為0.3%。
相比之下，原行星的典型扁平率為90%。這種變平將影響原行星的觀測屬性，在解釋觀測結(jié)果時需要考慮到這一點。
行星是如何開始的
最廣為接受的行星形成理論是“核心吸積”理論。根據(jù)這個模型，比沙子還小的微小塵埃顆粒相互碰撞，聚集在一起，逐漸成長為越來越大的物體。這實際上就是你床下的灰塵沒有清理時的情況。
一旦形成足夠大質(zhì)量的塵埃核心，它就會從圓盤中吸取氣體形成一顆氣態(tài)巨行星。這種自下而上的方法需要幾百萬年的時間。
相反的，從上到下的方法，是磁盤不穩(wěn)定理論。在這個模型中，伴隨年輕恒星的原恒星盤是引力不穩(wěn)定的。換句話說，它們太重而無法維持，因此碎裂成碎片，進而演變成行星。
核心吸積理論已經(jīng)存在很長時間了，它可以解釋我們太陽系如何形成的許多方面。然而，盤的不穩(wěn)定性可以更好地解釋我們近幾十年來發(fā)現(xiàn)的一些系外行星系統(tǒng)，例如那些氣態(tài)巨行星的軌道距離其主恒星非常非常遠的系統(tǒng)。
這一理論的吸引力在于行星的形成非常快，在幾千年內(nèi)就形成了，這與表明行星存在于非常年輕的盤中的觀察結(jié)果一致。
我們的研究重點是通過圓盤不穩(wěn)定性模型形成的氣態(tài)巨行星。它們是扁平的，因為它們是由一個原本扁平的結(jié)構(gòu)原恒星盤壓縮形成的，還因為它們的旋轉(zhuǎn)方式。
沒有平坦的地球
盡管這些原行星總體上非常平坦，但它們的內(nèi)核（最終將演變?yōu)槲覀兯臍鈶B(tài)巨行星）沒有那么平坦——只有大約20%。這只是土星扁率的兩倍。隨著時間的推移，它們有望變得更加球形。
像地球和火星這樣的巖石行星無法通過圓盤不穩(wěn)定性形成。人們認為它們是由灰塵顆粒慢慢聚集成鵝卵石、巖石、千米大小的物體并最終形成行星而形成的。它們密度太大，即使是新生的也不會明顯變平。地球年輕時不可能被壓扁到如此高的程度。
但是我們的研究確實支持在某些行星系統(tǒng)的某些世界中圓盤不穩(wěn)定性的作用。
我們現(xiàn)在正從系外行星發(fā)現(xiàn)的時代轉(zhuǎn)向系外行星表征的時代。許多新的觀測站即將投入使用。這些將有助于發(fā)現(xiàn)更多嵌入其圓盤的原行星。計算機模型的預(yù)測也變得越來越復(fù)雜。
這些理論模型和觀測結(jié)果之間的比較使我們越來越接近理解我們太陽系的起源。
