行星是如何形成的？数百光年外的“小木星”提供了新线索

艺术家对巨行星形成的印象。

行星是如何形成的？多年来，科学家们认为他们通过研究我们可以接触到的一个例子来理解这一过程：我们自己的太阳系。

然而，1990 年代遥远恒星周围行星的发现清楚地表明，这幅图比我们所知道的要复杂得多。

在新的研究中，我们发现了一颗炽热的、类似木星的气态巨行星，它正在一颗距离地球约 500 光年的恒星周围形成。

这个罕见的行星实际上正在形成过程中的婴儿快照，从围绕其同样婴儿太阳旋转的巨大尘埃和气体盘中吸取物质，为多年来困扰天文学家的谜团打开了一扇窗户。

科学的胜利？

对地球和我们太阳系其他行星起源的科学调查始于 1700 年代中期。

在瑞典思想家伊曼纽尔·斯威登堡的工作基础上，著名的德国哲学家伊曼纽尔·康德提出，太阳及其小行星家族都是从一个巨大的旋转原始云中生长出来的。康德将其标记为“Urnebel”，德语为星云。

这个想法后来被法国博学家皮埃尔·拉普拉斯（Pierre Laplace）提炼出来，此后又进行了更多的补充和修改，但现代科学家认为它基本上走上了正轨。康德假设的现代后裔，现在充满了详细的物理学，可以解释我们太阳系的大部分观察到的特征。

我们现在可以在所有正确设置下运行计算机模拟，我们太阳系的漂亮数字复制品将会出现。它将有正确种类的行星在正确的轨道上按照发条的顺序滴答作响，就像真实的东西一样。

这个模型是地质学、化学、物理学和天文学的成功综合，它似乎涵盖了基础。直到，也就是说，天文学家将它与来自我们太阳系外的行星对抗。

猎户座星云中形成行星的尘埃和气体的“原始云”。

超越太阳系

当在1990 年代中期发现了第一批绕着遥远恒星运行的行星系统时，立即引起了争议和震惊。新行星根本不符合这个模型：事实证明，宇宙的其余部分并不关心我们的小太阳周围发生了什么。

从那时起，人们开始意识到可能有不同的途径来形成一个行星系统。在现在填充我们目录的数千颗围绕其他恒星运行的行星中，我们太阳的行星家族甚至开始看起来有点不寻常。

尽管如此，我们认为负责形成像木星和土星这样巨大的气体行星的行星建造机器最基本的物理组件之一已经经受住了时间的考验：“核心吸积”的想法。

核心吸积始于被认为构成康德典型原始云的气体和微观尘埃颗粒（其形状像一个扁平的旋转圆盘，中心是婴儿恒星）。尘埃颗粒聚集在一起，依次形成更大的颗粒，然后是鹅卵石、岩石，然后形成小行星或“小行星”。

当这样的团块变得足够大时，它就会达到一个临界点。引力现在帮助这颗胚胎行星迅速吸入气体、尘埃和其他团块，清理其轨道路径并在圆盘上刻出一个圆形间隙。

现代天文学的标志性胜利之一是，现在在宇宙中可以看到并研究出理论所预测的那种“圆盘间隙”。

一个大紧缩

然而，有些事情核心吸积无法解释。已经发现巨大的行星在远离它们的主恒星的地方运行，在寒冷的遥远地区。

根据核心吸积理论，这样的行星不应该存在。它们太远了，轨道移动太慢，无法运行行星建造业务。

制定了一个新的“引力坍缩”模型来解释这些意想不到的巨大遥远行星。基本思想是，如果原始圆盘本身有足够的质量，整个物体就会变得不稳定并坍塌，从而在大的紧缩中迅速形成行星。

这张新图片似乎可以解释异常行星，但由于所有已知的例子都非常古老（通常是数十亿年），这个理论仍然只是一个理论。到目前为止。

AB Aurigae 周围的圆盘。正在形成的行星是底部的明亮斑点。

一个星球诞生了

去年，我们和我们的同事在距离地球约 500 光年的恒星周围发现了一颗仍在形成过程中的巨大行星。

这颗名为 AB Aurigae 的恒星因其周围美丽、错综复杂的螺旋盘而在天文学界声名鹊起。

在这个圆盘（以及其他类似的圆盘）中看到的团块和波浪与万有引力坍缩发生时人们可能看到的一致。但直到现在，还没有形成行星的证据。

这颗新发现的行星——被称为 AB Aurigae b——嵌入在一个由尘埃和气体组成的浓密、旋转的光晕中，在预示着引力坍缩的螺旋和波浪之中。这颗行星距恒星的距离约为地球距太阳的 93 倍，远远超出了传统核心吸积理论可以解释其形成的区域。

因此，这一发现为引力坍缩的替代理论提供了强有力的证据。

这一发现是利用夏威夷莫纳克亚山的斯巴鲁望远镜以及哈勃太空望远镜的观测结果得出的。

在剧烈、快速的形成过程产生的能量的推动下，这颗行星的温度足以发光（约 2000 ）。正是这种光芒暴露了这颗行星的存在。与此同时，正在形成的行星周围的旋转气体和尘埃被 AB Aurigae 中心恒星的蓝色光芒照亮。

更大更好的望远镜

这一新发现为行星形成之谜提供了一个关键部分，但该案例还没有结束。

随着我们的望远镜越来越大，我们的观测方法越来越先进，我们希望看到更多处于发展各个阶段的正在形成的行星，以及像地球这样完全形成的成熟行星。

最终，我们有望回答以下重大问题：银河系中如何形成如此怪异而多样的行星系统，这些新世界的条件如何，以及我们自己的小太阳系如何融入其中?