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一些岩石行星可能是作為氣態巨行星誕生的

當行星漂移到他們的恆星時,他們應該從他們穿過的氣體中清除一條路徑。其中一些氣體幫助地球生長。

當美國宇航局宣布發現開普勒太空望遠鏡發現的超過1200顆新的潛在行星時,幾乎四分之一的行星被認為是超級地球。現在,新的研究表明這些巨大的岩石行星可能是由木星大小的氣態巨行星失敗的結果。

大多數天文學家目前認為行星是由一種叫做核心吸積的方法產生的。巨大的氣盤環繞新生的恆星。這些圓盤中的顆粒結合在一起形成更大的物體,稱為「行星」,它會碰撞,形成更大、更大的物質團塊。當團塊達到臨界質量時,它們的重力就會從周圍的圓盤中吸收氣體。

在潮汐縮小的情況下,氣體盤首先形成巨大的氣體團塊,在太空中比大多數發現的行星都存在於它們的太陽系中。如果把它們留給自己的設備,這些團塊會冷卻並收縮成非常大的(約10個木星質量)的行星。Nayakshin指出,在這種收縮的過程中,塵埃顆粒逐漸增大,然後落入氣體的中心,形成一個巨大的固體核心——在更大的氣體繭中,這個原始岩石行星。

這位藝術家的圖像顯示了一個新形成的行星在圍繞著恆星的氣體和塵埃中遊動。這樣的行星可能會挖出氣體和塵埃,形成一種大氣,當它靠近太陽時,它可能會失去大氣。因此,它可以從一個氣態行星轉變為一個類地行星。

「一旦你有了一個核心,它就會在周圍形成一種氛圍。」「大氣由氫主導,但它比原始塵埃物質更富化學物質。」

岩石的核心越龐大,周圍的大氣就越龐大,隨著時間的推移,它也會越來越長。在給定的時間內,這樣的混合物會產生一個巨大的氣體行星,裡面有一個固體核心,例如,一個超級木星。

然而,周圍的圓盤將行星推向恆星,在那裡,氣體的外層開始被恆星破壞和吞噬。

在這一理論的基礎上,Nayakshin認為,事實上,超級地球和其他類地行星可能是更大規模的原行星的核心,它們沒有時間成熟,而是被它們的母恆星剝奪了大部分的氣體。岩石的核心和封閉的大氣層可以在這個破壞過程中倖存下來,因為它們密度更大。

Nayakshin說:「剩下的核心幾乎是一顆岩石行星,其質量幾乎從0到10左右。」

適居帶

這意味著由此產生的行星可能會靠近他們的母星——或者更遠的地方,在被天文學家稱為宜居帶的區域。

與恆星不同的是,宜居帶是在岩石世界的表面上存在液態水的區域。在這個範圍內運行的行星被認為最有可能承載生命。

在這方面,如果行星以潮汐破壞理論的形式表現出來,那麼行星就可以在那些對核心吸積機制不利的系統中形成,比如在小塵埃的圓盤上。

「我喜歡把這些機制看成是對立的。」「一個是底部向上——核心吸積——另一個是自上而下——潮汐中斷。」

Boley對氣體巨行星的形成和行星形成盤的演化進行了廣泛的研究,他認為潮汐的破壞使它更有可能在更廣泛的恆星系統中進化。

「這是另一種自然形成行星的方式,」Boley說。

更多的行星意味著更多的生命。

尋找生命

作為一種新的理論,Nayakshin承認有許多詳細的計算需要執行。他表示希望其他科學家能幫助他把他的理論運用到測試中去。[Infographic:外星行星HD 85512 b擁有生命的可能性]

Nayakshin表達了一種觀點,即在核心的吸積模型和競爭(儘管更經常受到挑戰)的引力不穩定的模型中,在兩種情況下都能中和。

重力不穩定性允許在離恆星很遠的地方快速建立行星,但它不允許它們向內移動。因此,它不能解釋今天看到的許多更近的行星。

開普勒望遠鏡公布的一幅圖像顯示了1235顆行星。超過350個行星被評為「地球大小」或「超級地球」。

「潮汐縮小和核心吸積是兩種可以形成廣泛行星的機制,」「它們發生在原行星盤的不同階段,並不是相互排斥的。」

核心吸積在較遠的軌道上形成行星的時間很長。引力的不穩定性使它們迅速地在更遠的地方形成,除非它們能向內移動。潮汐的縮小要求他們向內移動的速度足夠快,以使他們的信封從他們的星上被移走。

這些模型包含了類似的物理步驟,但比例不同。

「從這個意義上說,最終的模型很可能是複合的。」

「科學的進步是通過提出可測試的想法,並試圖利用它們,直到它們被證明是錯誤的。」

科學界的觀點其實不是在證明誰是正確的,而是在探索觀點是不是錯誤的,這也許是對待科學的最好辦法。



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