日前,天文學家發現了一顆巨大的行星,它圍繞著一顆30光年外的弱小恆星執行。
根據目前的理論,這顆行星不應該存在。這顆被稱為gj3512b的氣體巨星的品質至少是木星的一半。但它圍繞著一顆紅矮星執行,這顆紅矮星的品質只有太陽的十分之一。
伯爾尼大學的克里斯托夫·莫爾達西尼對媒體說:“圍繞這樣的恆星,應該只有地球大小的行星,或者更大一些的超級地球。”“然而,gj3512b……至少比理論模型預測的這種小恆星的行星要大一個數量級。”
科學家們認為,像木星這樣的氣態巨行星總是先形成沉重的固體核心,然後迅速積累起厚厚的、充滿氣體的大氣層。這就是當前模型所預測的。由於這顆新行星與它的主星相比具有不同尋常的重量,新的研究表明情況並非總是如此。
這個發現很重要,因為紅矮星被認為是宇宙中最常見的恆星,大約佔所有恆星的75%。通常,紅矮星只有很少的小行星。這是因為小恆星在形成過程中不應該有足夠的剩餘物質來建造大行星。
在紅矮星周圍發現的行星通常從地球的品質到海王星的品質不等。但它們幾乎從未接近木星的品質,就像gj3512b所做的那樣。(作為參考,木星的品質大約是地球的300倍,海王星的20倍。)
因為GJ 3512 b是一個小池塘裡的大魚,研究人員說它的主恆星一開始就不應該有足夠的物質來形成這個氣態巨星——至少根據目前的模型是這樣。因此,僅僅是GJ 3512b的存在就使研究人員重新考慮,在吞噬大量氣體(這一過程被稱為核心吸積)之前,氣態巨行星是否真的必須以重粒子的初生胚胎的形式開始它們的生命。
馬克斯普朗克天文研究所(MPIA)的行星形成專家Hubert Klahr說:
其基本思想是,如果GJ 3512恆星一開始就被一個由氣體和塵埃組成的特別巨大的圓盤所環繞,那麼這個圓盤本身的引力就會足夠強大,足以引發它內部的不穩定性。該盤的一些區域將直接坍塌,最終形成大型行星,而不經歷典型的兩階段增長過程。
這就是所謂的引力盤坍縮模型,到目前為止,當涉及到圍繞紅矮星的行星時,它基本上被忽略了。這種設想的主要問題是,研究人員還沒有在年輕的紅矮星周圍發現這種超大圓盤的例子。
但根據這項研究,引力坍縮是像GJ 3512 b這樣大的行星圍繞如此小的恆星形成的最合理的方式。
天文學家們還發現了在太陽系更遠的地方有第二顆大型行星存在的證據,以及第三顆大型行星可能在很久以前就被丟擲太陽系的跡象,這使得引力坍縮的說法更加令人信服。
克拉爾說:“有了GJ 3512 b,我們現在就有了一個非凡的候選行星,它可能是由一個品質很小的恆星周圍的圓盤的不穩定性形成的。”
“這一發現促使我們重新審視我們的模型。”