年轻行星系附近发现大量原子气体 行星形成理论要重来?

近日,日本国立天文台和东京大学组成的研究小组通过对鲸鱼座第49号星观测,发现这是一颗比太阳年轻的恒星,它带有行星系形成最终阶段的“碎片圆盘”。但它周围被大量的碳原子气体包围,而传统理论认为,行星形成后恒星周围的气体也就消失了,所以用迄今为止的理论完全无法解释。这不仅挑战了传统理论,而且把行星形成的最终阶段,气体如何消失的,行星如何形成的,一系列问题都重新提了出来。

科学家经常会说这样的话:“我们的理论是基于碎片化和不完整的观测。目前,可能所有的人都是错的。”

理论基于假设。现在我们先来了解一下,传统的理论是怎么解释恒星和行星系统的形成机制。这个传统模型可以追溯到18世纪,当时的科学家提出缓慢旋转的尘埃和气体云可以在自身引力下坍缩。大多数物质形成球状,当内核密度足够大、温度足够高时会被点燃形成恒星。在引力和角动量的作用下,剩余的物质在原恒星周围形成扁平的吸积盘。尘埃是这个吸积盘形成一系列行星的关键。这些仅占据吸积盘质量很小一部分的尘埃由微小的铁颗粒和其他固体组成。在随着吸积盘旋转的过程中,这些颗粒偶尔会发生碰撞并由电磁力粘连在一起。在数百万年的进程中,尘埃堆积成颗粒,颗粒形成砾石,砾石生成岩石,最终产生数千米宽的微行星。

此时引力开始起到主要作用,拉近其他微行星,吸入尘埃和气体,直到行星大小的天体成形。此时吸积盘内侧大多数气体已经被清理干净,不是被恒星吞噬就是被恒星风吹散了。气体的缺乏意味着靠近恒星的行星大部分是岩石质的,具有很薄的大气层。这一生长过程被称为核吸积,在吸积盘外侧温度足够低、能够使水冻结的区域进行得更快。这一“雪线”之外的冰是对尘埃的补充,可使原行星更快固定。它们可以形成5倍到1 0倍于地球质量的固体核。因为这一过程足够快,吸积盘能够保持富含气体的状态,核可以吸引浓厚的大气层,所以可以形成像木星这样巨大的气体行星。早些时候到达木星的“朱诺”航天器的主要任务之一,就是检查这颗行星是不是确实具有一个巨大的核。

这种情形自然会产生一个类似太阳系的恒星系统:距离恒星较近的范围内产生小型岩石质行星,“雪线”以外产生与木星类似的巨型气体行星,距离恒星越远,这些巨型行星的体积越小,因为它们绕轨道运转得很慢,吸积物质所花费的时间更长。所有行星都基本保持在它们形成时的位置上,在同一平面上以圆形轨道公转,漂亮并且整洁。

当然,上述的理论模型也是随着人类的探索发现不断得以修正的。但是当前人类观测设备和探测设备不断改进,在太阳系外的新的发现带了越来越多的细节问题,有些问题让人不得人怀疑,世界比我们想的要复杂,一套理论并不能完全解决问题。比如1995年天文学家们发现了飞马座51b,(这是2019年诺贝尔物理学奖获奖的一个发现),这是一个气态巨行星,但它出现在距它恒星非常近的轨道上。这个发现需要一个新的理论来解释,主要是说气态巨行星必须诞生在远离中央恒星的地方,之后逐渐迁移到内层轨道。那是否意味着,太阳系的木星也会逐渐迁移到离太阳更近的轨道上?如果迁移,它是如何在过程中摧毁路径上的其他行星?虽然科学家们已认定,木星是太阳系中首个形成的行星,然而这中间到底发生了以及将会发生什么样的故事,我们想知道的太多太多。

如果你想对具体的过程和细节了解更多,可以看本篇资讯参考的信息源原文。这是一篇2015年写成的文章,但信息量足够大,结合当前最新的一些研究发现,可以满足爱好者了解更多信息。

人类难以回到几十亿年前去研究地球的形成过程,但是浩瀚的宇宙本身就是一本历史书,我们可以研究比较年轻的星系和行星来了解地球的过去,还可以观测比较老的星系来预测地球未来的宇宙环境,然而人类能否找到预警风险,改变命运的办法?这是科幻吗?
http://img.kehuandao.com/island/201912/30/i5e09b94b52c7f1784.jpg
http://img.kehuandao.com/island/201912/30/i5e09b94c9b5c33468.jpg
http://img.kehuandao.com/island/201912/30/i5e09ba903b2648184.jpg
我要留言
更多资讯
本条由 洛洛
采集
TA的主页
已关注
+ 
关注
留言
推Ta上榜
自动登录 立即注册 | 忘记密码
{{regText}}
{{confirmWords}}
请进行滑块验证
自动登录 立即注册 | 忘记密码
{{regText}}
使用第三方账号登录
     
请用微信扫描下方二维码 ×
打开微信,点击底部的“发现”,
使用“扫一扫”即可将网页分享至朋友圈。