卡內(nèi)基科學(xué)研究所卡的艾倫·博斯(Alan Boss)在即將出版的《天體物理學(xué)》期刊上的一篇研究論文中，描述了一種新的氣體巨行星形成模型，根據(jù)卡內(nèi)基艾倫·博斯(Alan Boss)關(guān)于氣體巨行星形成的新模型，有一群尚未被發(fā)現(xiàn)的類木星圍繞著類太陽恒星運行，等待美國宇航局(NASA)WFIRST太空望遠鏡等未來任務(wù)的發(fā)現(xiàn)。

其研究模型得到了一篇新的科學(xué)論文支持，這篇論文是關(guān)于一顆圍繞低質(zhì)量恒星運行的氣體巨行星的驚人發(fā)現(xiàn)。

自1995年發(fā)現(xiàn)第一顆已證實的系外行星（一顆熱木星）以來，天文學(xué)家在尋找和探測各種大小和條紋的系外行星方面獲得了豐厚回報。到目前為止，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了成千上萬顆行星，其質(zhì)量從小于地球的質(zhì)量到木星質(zhì)量的許多倍不等。但是，在科學(xué)家關(guān)于系外行星的知識中，仍然存在著巨大的漏洞，這些外行星圍繞恒星運行的距離與太陽系中氣體巨星圍繞太陽運行的距離相似。就質(zhì)量和軌道周期而言，像木星這樣的行星在已知系外行星中所占的比例特別小，但目前還不清楚這是由于發(fā)現(xiàn)它們所使用的觀測技術(shù)偏差。

（這些偏差傾向于短周期軌道的行星，而不是那些長周期軌道的行星）還是這代表了系外行星數(shù)量統(tǒng)計學(xué)上的實際赤字呢。所有系外行星的發(fā)現(xiàn)，都導(dǎo)致了對理論行星形成模型的重新關(guān)注。存在兩種主要的機制來預(yù)測氣體巨行星如何從圍繞一顆年輕恒星的氣體和塵埃旋轉(zhuǎn)圓盤中形成：自下而上，稱為核心吸積，以及自上而下，稱為圓盤不穩(wěn)定性。前者指的是通過越來越大的物質(zhì)（固體塵埃顆粒，鵝卵石，巨石，最終是小行星）的碰撞，慢慢地聚集起成為一個行星。

后者指的是一個快速觸發(fā)過程，當圓盤質(zhì)量足夠大且足夠冷時，形成旋臂，然后密集的自引力氣體和塵埃團塊收縮并結(jié)合成一個嬰兒行星時就會發(fā)生。雖然核心吸積被認為是一致的行星形成機制，但艾倫·博斯一直是競爭盤不穩(wěn)定機制的支持者，這可以追溯到1997年一篇開創(chuàng)性的科學(xué)論文。加泰羅尼亞空間研究所領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，恒星質(zhì)量是太陽的十分之一，并且擁有至少一顆氣體巨行星，這一剛剛公布的發(fā)現(xiàn)正在挑戰(zhàn)核心吸積法。吸積盤的質(zhì)量應(yīng)該與它圍繞其旋轉(zhuǎn)的年輕恒星質(zhì)量成正比。

至少有一個氣態(tài)巨星（可能有兩個）在一顆比太陽小得多的恒星周圍被發(fā)現(xiàn)的事實表明，要么是原始吸積盤是巨大的，要么是核心吸積在這個系統(tǒng)中不起作用。質(zhì)量較低的恒星軌道周期更長，這防止了核心吸積在盤狀氣體消失之前形成氣態(tài)巨星，因為核心吸積的過程比盤狀不穩(wěn)定性慢得多。IEEC研究小組的成員之一吉勒姆·安格拉達-埃斯庫德(Guillem Anglada-Escudé)說：這極大地證明了吸積盤不穩(wěn)定性方法的正確性，也證明了一個不同尋常的發(fā)現(xiàn)可以如何改變我們對行星形成方式的理解。

最新模擬跟蹤了熱盤（吸積盤）的三維演化，熱盤開始于穩(wěn)定的配置。在不同的時間尺度上，這些圓盤冷卻并形成螺旋臂，最終形成代表新生原行星的致密團塊。它們與宿主恒星的質(zhì)量和距離與木星和土星的質(zhì)量和距離相似。新模型表明，盤狀不穩(wěn)定性可以在距離上形成密集的團塊，類似于太陽系的巨型行星，系外行星普查仍在很大程度上進行，這項研究表明，還有更多的氣體巨星在等待統(tǒng)計。

博科園｜研究/來自：卡內(nèi)基科學(xué)研究所

參考期刊《科學(xué)》《天體物理學(xué)》

DOI: 10.1126/science.aax3198

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