2025年高考科學家破解260光年的神秘熱土星形成之謎
來源：網絡整理 2024-12-12 09:10:48
科學家破解260光年的神秘熱土星形成之謎
巨大的巖核加上厚厚的大氣層，行星HD149026b似乎正在打破太陽系的演化規律。然而，如今兩名研究人員相信，他們終于能夠解釋這顆“熱土星”是如何形成的，這一發現同時強化了天文學家耗費20年心血建立的太陽系形成標準模型。
自從上世紀90年代發現第一顆太陽系外行星以來，天文學家已經建立了學說和計算機模型用于解釋像太陽系這樣的系統是如何起源的。每個系統基本上都始于一個擴散的氣體和塵埃云——被稱為原行星盤，隨后其內部的引力逐漸將物質凝結在一起。當母星點燃后，其所產生的太陽風會吹散大部分的氣態云，從而形成了一個內核為巖層的小行星。而在距離母星較遠的區域，其他巖核會吸引冷卻的氣體并形成氣態巨行星，例如太陽系的木星和土星。在一些系統中，氣態巨行星會向著恒星的方向運行，并且在距離母星很近的軌道上消亡。天文學家將這些天體稱為熱木星。
然而，在2005年發現的行星HD149026b——距離地球約260光年——卻讓天文學家感到困惑。盡管大小與土星類似，但是這顆系外行星的巖核卻很重——大約是70顆地球的質量。同時它還具有一個很厚的大氣層。迄今為止，所有模型都無法解釋這一矛盾的現象，這是因為氣態巨行星不應該擁有這么大的巖核，而巖石行星更不會包裹著這樣厚重的大氣層。最似是而非的解釋是，這顆系外行星是由兩顆或更多顆氣態巨行星經過原始碰撞后形成的。
然而，發生這種碰撞的幾率非常低，因此，美國帕薩迪納市加利福尼亞理工學院的天文學家SarahDodson-Robinson和加利福尼亞大學圣克魯茲分校的天文學家PeterBodenheimer嘗試著提出了另一種可能性。研究人員在對HD149026b的母星進行分析后發現，就像太陽一樣，這顆恒星包含了兩倍濃度的重元素，例如鐵和鎳。考慮到這種因素，研究人員提出了一種新的假設，即這顆行星始于攜帶了更多重元素的云團。
來自這一塵埃云的巨大的重力能使得HD149026b的巖核積聚得特別大，其間它還會吸收周圍的氣體。接下來，這顆巨大的氣態行星開始向著恒星的方向轉移，就像其他星系中的氣態巨行星一樣。Bodenheimer指出，這一假設發生得非常自然，“我們并沒有胡亂地擺弄輸入模型的參數或試圖以任何重要的方式修正理論”。Bodenheimer和Dodson-Robinson在4月份出版的《天體物理學雜志》上報告了這一研究成果。
并未參與該項研究的加利福尼亞大學圣克魯茲分校的行星科學家JonathanFortney指出，盡管還有一些研究人員在嘗試解釋HD149026b的形成，但是這項研究“指明了一條朝向看似最可信的假設的道路”。
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