英刊探究巨大氣態行星成因:行星彈撞或可造就

2021-01-10 環球網

英國《新科學家》周刊網站11月6日發表題為《熱木星可能是行星彈撞形成的》的報導稱，行星彈撞可能造就了熱木星（公轉軌道極為接近母恆星的類似木星的氣態行星——本網注）這種奇特的星體。最新研究顯示，年輕行星之間的碰撞可能產生了這些巨大的氣態行星的內核，這對熱木星形成的傳統觀點構成了挑戰，傳統觀點認為，熱木星是從所屬星系外緣向內遷移進來的。

最先發現的系外行星大多是熱木星，這是一些巨型氣態行星，以數天甚至數小時為周期圍繞母恆星公轉。

加拿大不列顛哥倫比亞大學的阿龍-博利說：「熱木星的出現讓尋找類地行星的科學家大吃一驚，它們的存在立即對行星形成理論構成了挑戰。」

早期理論認為，這些星體在形成之初距離母恆星的距離至少與地球同太陽的距離一樣遠，然後向內不斷遷移。

但是，美國航天局克卜勒望遠鏡發現的大量行星讓人們對這一理論提出質疑。克卜勒望遠鏡觀察到一些被稱為「超級地球」的巨大巖質行星和被叫做「迷你海王星」的星體圍繞母恆星運轉。隨著它們的軌道逐漸向內遷移，這些行星按理會聚集越來越多的氣態和塵埃，最終變成巨型氣態行星。但實際情況是，這些行星仍然是巖質的，這說明它們可能是在距離母恆星更近的地方形成的。

此外，克卜勒望遠鏡還觀察到一些奇特的星體系統，在這些系統中，若干顆巖質行星在母恆星附近聚集起來，科研人員稱之為緊密結構內行星系統（STIP）。這些行星系統大多最終會失去穩定性，接連撞擊起來。

如果碰撞非常緩慢，那麼這些行星可能粘在一起形成一顆新行星的內核。如果碰撞是在恆星周圍瀰漫的物質消散之前發生的，那麼這個內核可能會吸引足量的氣體和塵埃，從而變成一顆熱木星。恆星周圍瀰漫的物質消散大約需要1000萬年時間。

為了驗證這一觀點，博利及其同事向克卜勒-11的計算機模型中輸入不穩定參數。克卜勒-11是一個星體系統，裡面有6顆巖質行星，以比水星同太陽的距離還近的軌道環繞母恆星運轉。計算機模擬產生了數顆溫木星——與母恆星距離比熱木星稍遠一點的巨型氣態行星。

博利說，這並不意味著行星一點都沒有朝著母恆星遷移——只是說明，內遷恐怕不是溫木星和熱木星形成的主要途徑。

美國亞利桑那大學的凱薩琳-沃爾克說：「這種理論與STIP不穩定的觀點十分契合。這是一種完全不同的（熱木星）形成思路。」

資料圖：熱木星。(圖片源於網絡)

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