银河系充满了质量是地球几倍的岩石行星(称为)而天文学家一直在努力解释其中的原因。
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一篇新论文利用木星的四个伽利略卫星的模型来解释超级地球的丰富性及其一些奇怪的特征。然而,在此过程中,它推翻了同一团队一年多前在同一期刊上发表的工作。
早期的系外行星搜索发现大多““,因为如果行星质量非常大并且轨道靠近恒星,那么行星就更容易被发现。随着行星搜寻技术的进步,观测时间已经捕获了轨道更长的物体,混合已经发生了变化。我们的样本仍然有偏差,但如果我们考虑到这一点,我们可以估计真实的丰度,这表明讽刺的是,最常见的行星类别是我们自己的系统所缺乏的。
加州理工学院教授康斯坦丁·巴蒂金 (Konstantin Batygin) 在一份报告中表示:“过去十年来,随着我们对系外行星的观测不断增长,很明显,行星形成的标准理论需要从基本原理开始进行修订。”陈述。 “我们需要一种理论,能够同时解释太阳系中类地行星的形成以及超级地球自相似系统的起源。”
巴蒂金和亚历山德罗·莫比德利博士需要解释的一件事是,为什么如此多的行星系统有多个质量彼此非常相似的超级地球。长期以来,人们一直认为金星拥有地球质量 82% 的质量只是巧合,但令人惊讶的是,数量惊人的超级地球与其系统中的其他地球更加匹配。
“基本上,你有一个行星工厂,它只知道如何制造一种质量的行星,它只是将它们一个接一个地喷射出来,”加州理工学院教授安德鲁·霍华德说,他帮助发现了这一事实,但不是这篇论文的作者。
巴蒂金和莫比德利转向了一个更接近的例子:木星的四个主要卫星在尺寸上紧密地聚集在一起,与系统中其他成员的巨大差距相比,质量相对接近。两人已经提出了对此的解释在此基础上,卫星是由物质环形成的。反过来,这些环是将尘埃颗粒拉向木星的力与将它们推出的气压之间平衡的产物。
对于相同尺寸的颗粒,力将平衡。尘埃颗粒聚集在一起,直到它们的组合尺寸使向外的压力占主导地位,然后它们离开环,产生尺寸非常相似的卫星,尽管质量多样性稍大一些。
作者现在认为在行星形成过程中也会发生类似的情况。原行星盘在其恒星附近很热,而在更远的地方则较冷。温度足够低以允许硅酸盐气体凝结形成微小岩石的点称为硅酸盐升华线。
“如果你是一粒尘埃颗粒,你会在圆盘中感受到相当大的逆风,因为气体绕轨道运行的速度要慢一些,然后你会螺旋向恒星;但如果你处于蒸气形式,你就会与膨胀圆盘中的气体一起向外螺旋。因此,你从蒸气变成固体的地方就是物质积累的地方,”巴特金说。
行星在这里形成,然后由于与盘中气体的相互作用而向内向恒星迁移。我们自己的太阳系并没有产生超级地球,因为它形成的星云太动荡了。如果这个理论是正确的,那么类似大小的行星的模式将不会适用于距离其恒星超过日地距离一半的世界,迄今为止,很少有人发现这样的行星。
此前为 Batygin 和 Morbidelli曾提议超级地球在原行星盘充满冰的更远的地方形成并向内迁移。然而,如果这是真的,这些系外行星将都富含水。在他们的论文发表仅仅一年多的时间里,人们发现岩石超级地球变得更加普遍,这迫使作者重新思考。系外行星已成为一个快速发展的领域。
该论文发表于自然天文学。









