氣態行星形成的美艷

  據國外媒體報道，在天文學界，有兩種關於太陽系內行星形成的理論：一種是被廣泛接受的「核心吸積」(core accretion)理論，這種理論能很好解釋「類地行星」的形成，但在解釋像土星這樣的巨大氣態行星形成時卻遇到了困難;第二種被稱為「吸積盤不穩定」 (disk instability)理論，這種理論能夠解釋巨大氣態行星的形成。

  核心吸積理論

  在大約46億年前，整個太陽系還只是由氣體和塵埃組成的雲團，被稱為太陽星雲(solar nebula)。這團氣態星雲在自身的引力作用下開始坍縮並加速旋轉，在星雲的中心逐漸形成了太陽。

  當太陽形成之後，剩餘的物質也開始集聚到一起。在引力的作用下，小顆粒聚集成大顆粒，大顆粒聚集成更大的顆粒。太陽風把附近較輕的元素(如氫和氦等)吹散，只剩下較重的岩石物質等聚集成了類地行星。在距離太陽較遠的地方，太陽風對輕質元素的影響較小，允許在那裡聚集形成巨氣態行星，如土星。小行星、彗星以及月球也以類似的方式逐漸形成。

  土星幾乎完全由氫元素和氦元素組成，其它痕量元素也存在於它的大氣層中。根據該理論，在土星形成初期，為了捕獲大量的氣體星雲，它必須要首先迅速形成一個大質量的核心，然後在太陽風吹散其周圍的氣體星雲之前把它們吸引過來。

  「吸積盤不穩定理論」形成行星的方式比「核心吸積理論」要快速，只需要幾千年就可以完成，這樣行星的胚胎就能夠在很短的時間內捕獲轉瞬即逝的輕質氣體。

  吸積盤不穩定理論

  核心吸積理論無法滿足巨大氣態行星快速形成的要求。根據核心吸積理論，氣態行星的形成需要幾百萬年的時間，這要比早期太陽系所能夠提供氣體原料的時間長得多。與此同時，核心吸積理論還無法面對行星向太陽系內部快速遷移的問題，因為嬰兒行星會在非常短的時間內朝太陽做螺旋靠近運動。

  根據相對較新的「吸積盤不穩定理論」，在太陽系早期，吸積盤中的氣體和塵埃雲團由於不穩定性已經形成了許多團塊，隨著時間的推移，這些團塊開始逐漸聚集成巨大的氣態行星。該理論解釋的形成行星的方式比核心吸積理論要快速，只需要幾千年就可以完成，這樣行星的胚胎就能夠在很短的時間內捕獲轉瞬即逝的輕質氣體。該理論也能夠使巨氣態行星的質量快速增長，達到能穩定繞太陽運行的程度，從而避免撞向太陽厄運的發生。