新研究表明，科學家關於行星如何形成的最佳理論可能是錯誤的。天文學家研究我們之外仍在形成的行星發現它的化學成分與形成它的旋轉氣體和塵埃盤並不完全匹配。研究人員表示，這項發現挑戰了行星形成的標準模型，並意味著它們可能過於簡化。
這顆正在萌芽的行星被稱為 PDS 70b，它的大小幾乎是木星的三倍，位於距離地球約 400 光年的半人馬座。它是雙行星系統的一部分，是已知的少數行星仍在合併的系統之一，為天文學家檢查新生行星與其出生盤之間的聯繫提供了寶貴的環境。 PDS 70b 圍繞其主恆星運行的距離類似於天王星繞太陽運行的軌道，而之前的觀察暗示在經過約 500 萬年的質量積累之後，它的新生時代可能已接近尾聲。
5 月，天文學家使用夏威夷的凱克 II 望遠鏡研究了 PDS 70b 的化學組成，特別是一氧化碳和水的豐度。研究團隊利用這些資訊來推論行星大氣中存在多少碳和氧——這是宇宙中繼氫和氦之後最常見的兩種元素，也是行星形成的關鍵痕跡。
透過將這些觀測結果與系統原行星盤中氣體的檔案資料進行比較，研究人員發現行星大氣中的碳和氧含量比預期少得多。他們在一份報告中描述了他們的發現紙週三（12 月 18 日）發表在《天文物理學雜誌快報》。
研究主要作者：“這有點令人驚訝，它表明我們廣泛接受的行星形成圖景過於簡單化了。”許志俊一位觀測天文物理學家，目前是伊利諾州西北大學的博士後研究員，他在一份報告中說道陳述。
行星令人費解的崛起
科學家認為，行星，包括我們周圍的行星，當原行星盤中的粒子碰撞並黏在一起時形成，最終會透過吸積形成更大的天體。如果這確實是一個普遍的過程，那麼行星應該具有與其圓盤相似的化學成分。
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研究人員提出了兩種可以解釋觀察到的差異的情境。首先，PDS 70b 的大部分碳和氧可能不是直接來自原行星盤中的氣體，而是來自冰和塵埃等固體物質，這些物質可能含有被捕獲的碳和氧。
最近的 觀察其他行星系統的研究表明，這種過程是可能的，並且可以影響新生行星的化學組成。研究合著者說，如果 PDS 70b 遵循相同的路線，“冰和塵埃在進入地球之前就會蒸發”王傑森西北大學物理學和天文學助理教授在聲明中說。 “所以，它可能告訴我們，我們不能僅僅比較氣體與氣體——固體成分可能會對碳氧比產生很大的影響。”
或者，原行星盤可能最近才變得富含碳，就像其他行星一樣行星形成模型預測。研究人員表示，有關該系統的現有數據不足以區分這兩種可能性，但即將對第二顆行星 PDS 70c 進行的觀測可能會為該系統的更詳細建模提供必要的見解。
「透過一起研究這兩顆行星，我們可以更好地了解該系統的形成歷史，」許說。 「但這只是一個系統。理想情況下，我們需要識別更多的系統，以更好地了解行星是如何形成的。”
