哈勃观察员 26-02-12 06:28
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韦布新发现:气态巨行星的形成理论受到挑战!

詹姆斯·韦布太空望远镜(JWST)的最新观测显示,即使是质量极大的气态巨行星——过去被认为因过于庞大而无法像普通行星那样形成——也可能遵循相同的基本诞生过程。这一发现挑战了以往对大质量行星与褐矮星之间界限的认知,研究成果日前已发表在《自然天文学》期刊上。

这项研究聚焦于距离地球约133光年的年轻类太阳恒星HR 8799,该系统拥有四颗巨大的气态行星,每颗质量均为木星的5到10倍,恰好位于行星与褐矮星的模糊分界线上。褐矮星虽能进行氘核聚变,却无法像恒星那样持续聚变氢,常被称为“失败的恒星”。
长期以来,科学界争论如此巨大的行星能否通过“核心吸积”形成。该理论认为,固态物质先聚集成致密核心,再吸引大量气体。但在远离恒星的轨道上,物质稀薄且原行星盘消散迅速,许多学者认为这一过程来不及让行星增长到如此规模。

为验证假设,研究团队利用JWST强大的红外光谱仪分析了行星大气的化学成分。他们特别关注含硫分子——这些元素在原行星盘中通常以固态颗粒形式出现,若能在大气中检测到,便暗示行星可能通过核心吸积形成。
光谱数据显示,巨星HR 8799 c的大气中存在硫化氢,为其首先形成固态核心、随后快速吸积气体提供了有力证据。若该行星经由类似恒星形成的快速气体坍缩而成,则难以解释此化学特征。此外,这些行星的重元素(如碳、氧)丰度高于其母星,进一步支持了它们的行星起源。

主要研究者Jean-Baptiste Ruffio指出:“通过检测硫,我们推断HR 8799行星的形成方式可能与木星相似——尽管质量高达木星的5至10倍,这令人意外。”
此项研究表明,即使在极端质量和轨道距离下,核心吸积机制依然有效,从而扩展了行星形成理论的已知极限。这一发现或将促使天文学家重新审视巨行星与褐矮星的分类标准。
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发布于 广东