新研究表明，科学家关于行星如何形成的最佳理论可能是错误的。天文学家研究我们之外仍在形成的行星发现它的化学成分与形成它的旋转气体和尘埃盘并不完全匹配。研究人员表示，这一发现挑战了行星形成的标准模型，并意味着它们可能过于简单化。
这颗正在萌芽的行星被称为 PDS 70b，它的大小几乎是木星的三倍，位于距离地球约 400 光年的半人马座。它是双行星系统的一部分，是已知的少数几个行星仍在合并的系统之一，为天文学家检查新生行星与其出生盘之间的联系提供了宝贵的环境。 PDS 70b 围绕其主恒星运行的距离类似于天王星绕太阳运行的轨道，而之前的观察暗示在经过约 500 万年的质量积累之后，它的新生时代可能已接近尾声。
5 月，天文学家使用夏威夷的凯克 II 望远镜研究了 PDS 70b 的化学组成，特别是一氧化碳和水的丰度。研究小组利用这些信息来推断行星大气中存在多少碳和氧——这是宇宙中继氢和氦之后最常见的两种元素，也是行星形成的关键痕迹。
通过将这些观测结果与系统原行星盘中气体的档案数据进行比较，研究人员发现行星大气中的碳和氧含量比预期要少得多。他们在一份报告中描述了他们的发现纸周三（12 月 18 日）发表在《天体物理学杂志快报》上。
研究主要作者：“这有点令人惊讶，它表明我们广泛接受的行星形成图景过于简单化了。”许志俊一位观测天体物理学家，目前是伊利诺伊州西北大学的博士后研究员，他在一份报告中说道陈述。
行星令人费解的崛起
科学家认为，行星，包括我们周围的行星，当原行星盘中的粒子碰撞并粘在一起时形成，最终通过吸积形成更大的天体。如果这确实是一个普遍的过程，那么行星应该具有与其圆盘相似的化学成分。
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研究人员提出了两种可以解释观察到的差异的情景。首先，PDS 70b 的大部分碳和氧可能不是直接来自原行星盘中的气体，而是来自冰和尘埃等固体物质，这些物质可能含有被捕获的碳和氧。
最近的 观察其他行星系统的研究表明，这种过程是可能的，并且可以影响新生行星的化学组成。研究合著者说，如果 PDS 70b 遵循相同的路线，“冰和尘埃在进入地球之前就会蒸发”王杰森西北大学物理学和天文学助理教授在声明中说。 “所以，它可能告诉我们，我们不能仅仅比较气体与气体——固体成分可能会对碳氧比产生很大的影响。”
或者，原行星盘可能最近才变得富含碳，就像其他行星一样行星形成模型预测。研究人员表示，有关该系统的现有数据不足以区分这两种可能性，但即将对第二颗行星 PDS 70c 进行的观测可能会为该系统的更详细建模提供必要的见解。
“通过一起研究这两颗行星，我们可以更好地了解该系统的形成历史，”许说。 “但这只是一个系统。理想情况下，我们需要识别更多的系统，以更好地了解行星是如何形成的。”
