科學家們開發了一種新模型，以深入了解木星等巨行星的形成。
該模型提供了對行星形成過程中涉及的更全面的理解，可以顯著擴充套件我們對行星系統的了解。該研究由 路德維希馬克西米利安大學 （LMU）的專家領導。
巨行星形成的理論
在我們的太陽系中，行星根據其相對於太陽的特征和位置進行分類：內部巖石行星（水星、金星、地球、火星），其次是小行星帶，然後是氣態巨行星（木星、土星）、 冰巨行星 （天王星、海王星），最後是凱伯帶及其彗星。
傳統理論認為，巨型行星是透過稱為小行星的小型小行星體的碰撞和積累而形成的，然後在數百萬年的時間裏逐漸積累氣體。
然而，這些理論未能充分解釋遠離其母星的 氣態巨行星 的存在，也未能解釋天王星和海王星的形成。
由LMU天體物理學家與ORIGINS集群和馬克斯·普朗克太陽系研究所（MPS）合作開發的新模型是第一個納入影響行星形成的所有關鍵 物理過程 的模型。
氣態巨行星的快速形成
根據研究結果，原行星盤中的環形擾動（稱為子結構）可以引發多個氣態巨行星的快速形成。
這些結果與最近的觀測結果一致，並表明巨行星的形成可能比以前認為的更快、更有效地發生。
為行星形成奠定基礎
研究人員證明，由於空氣動力，原行星系統的亂流氣體盤中的毫米大小的塵埃顆粒會積聚。
這種最初的擾動捕獲了塵埃，阻止它向內螺旋向恒星移動。結果，創造了一個富含「建築材料」的集中區域，為行星的形成奠定了基礎。
「當一顆行星變得足夠大以影響氣盤時，這會導致盤中更遠的塵埃重新富集，」合著者Til Birnstiel解釋說，他是LMU理論天體物理學教授， 也是ORIGINS卓越集群 的成員。
「在這個過程中，地球將塵埃 - 就像牧羊犬追逐它的牛群 - 進入其自身軌域之外的區域。這種機制可能導致另一顆巨行星的形成，因為該過程從內到外重復。
該研究的主要作者、慕尼黑大學的博士生Tommy Chi Ho Lau指出，這是首次透過模擬追蹤細小塵埃長成巨行星的過程。
年輕的原行星盤中的氣態巨行星
在我們的太陽系中，氣態巨行星位於距太陽的五個天文單位（au）（木星）和30天文單位（海王星）之間，其中1au是地球到太陽的距離，大約1.5億公裏。
該研究表明，在其他行星系統中，類似的擾動可能會在更遠的距離觸發行星的形成，並且仍然迅速發生。ALMA射電天文台的觀測結果經常在距離恒星200天文單位以上的年輕原行星盤中探測到氣態巨行星。
此外，該模型解釋了為什麽在海王星以外的太陽系中沒有形成更多的行星。據研究人員稱，可用的建築材料已經耗盡，阻止了行星的進一步形成。
該研究的結果與目前對年輕行星系統的觀測結果相符，這些行星系統的圓盤中經常顯示出明顯的子結構。這些子結構在行星形成過程中至關重要。
我們太陽系中的巨型行星
該研究表明，巨行星和氣態巨行星的形成比以前認為的更有效率，發生得更快。
這種新的理解可以完善我們對太陽系中巨行星的起源和發展的理解，並解釋觀察到的行星系統的多樣性。
總體而言，LMU團隊的發現為巨行星的形成提供了更詳細和動態的畫面，這可能會重塑我們對行星系統發展和行星形成所需條件的理解。
「需要進一步的程式碼最佳化來研究統計效應並模擬行星系統的多樣性。而且，行星氣體吸積仍然是一個活躍的研究領域，「該研究的作者指出。
「需要進一步研究，特別是對氣體吸積的研究，以模擬太陽系巨行星的形成時間。
