宇宙的“三明治”理论可以解释更小的行星怎样被形成

By Robert Lea

2023/7/8

Science & Astronomy

 “夹心行星形成”可能随气体和尘埃被挤压在大行星之间发生。

行星形成气体和尘埃盘的描画，随物质被夹在两个更大的行星之间行星形成。(Image credit: University of Warwick/Mark A. Garlick)

当气体和尘埃被挤压在更大的世界之间时更小的行星可能被诞生，就像在一个宇宙的三明治中的馅料一样。

新提出的过程------被标榜为“夹心行星形成”-----会在围绕它们的叫“原行星盘”的婴儿恒星涡旋的大质量的行星诞生的气体和尘埃盘中发生。大约45亿年前，太阳系本身会已经像这样一个围绕从中行星发生的婴儿太阳圆盘一样存在。

     这种新的行星诞生理论被华威学的研究人员开发。按照夹层行星形成，两颗更大行星已经存在于原行星盘中，限制尘埃的向内通过扁平的气体和尘埃云流动。这造成行星之间的物质聚集，原行星盘的密块坍塌来诞生行星。原始两颗大行星之间的气体和尘埃聚集将然后形成一个比其它的两个外部伴星更小的中间行星。

由该团队提出的理论仍需要被证实，但如果是，它可以解释像火星这样的更小行星怎样被诞生。它甚至可以解释像天王星这样的行星的创造，这些行星本身是相当大，但仍然被甚至更大质量的世界包围。

华威大学物理系副教授法扎纳美禄在一份声明中说，“在过去的十年中，观测已经揭示在原行星盘中存在环和间隙。这些间隙是我们期望是行星的地方，我们从理论工作中知道，行星造成尘埃环刚好在它们的外部形成，到底在这些环中正在发生什么对世界各地的天文学家摆出一个重要的问题”。

    美禄解释说，夹心行星的形成与目前有利的行星形成模型有很大差异，后者看到行星按顺序形成，在移动到它们的外部区域之前从原行星盘的内部开始，此外提出行星应该在盘中进一步远变得更大质量的。

艺术家的被一个原行星盘包围的恒星的描绘 。(Image credit: NASA/JPL-Caltech)

美禄继续说道，“同样真的有趣的是，有我们已经从系外行星观测发现的实际上显示这种夹心的行星结构的例子-------这里的中间行星比它的邻居更小质量的，这也是系统的合理比例”。

 华威大学的科学家强调了这样一个行星形成领域已经在过去十年中经历了相当大的增长的事实。这部分归功于已经被阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列等复杂望远镜收集的原行星盘的高分辨率图像，这是一个位于智利北部阿塔卡马沙漠的形成一个射电望远镜的66个12米射电天线系统。

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行星形成作为一个科学领域的成长已经允许科学家基于他们在原行星盘图像和从完全形成的系外行星的观测中看到的证据开始提出新的“在那里”的行星形成模型。美禄总结道，“这些图像已经给我们关于行星如何形成和演化的线索，站在这项研究的最前沿是令人兴奋的”。

该团队在7月3日至7月7日在英国加的夫举行的2023年国家天文学会议上介绍了他们的发现。这项研究也已经被接受发表在未来一期的《皇家天文学会月刊》上。