行星形成理論或遭遇挑戰而崩潰：天文學家對編號PDS 70b行星最新研究成果，或將引發的理論的衝突

新的研究顯示 科學家們目前關於行星如何形成的主流理論 可能遭遇挑戰 甚至可能崩潰 近期 天文學家在對一顆位於太陽系之外 且仍處於形成過程中的行星展開研究時 發現其化學成分與孕育它的旋轉氣體和塵埃盤 並不完全契合 這一發現對標準的行星形成模型發起了挑戰 意味着這些模型或許過於簡化 研究人員如此表示 這顆正在形成的行星名爲PDS70B 其體積幾乎是木星的三倍 處於距離地球約400光年之外的半人馬座 它屬於一個雙行星系統 是爲數不多已知的 仍在凝聚過程中的行星系統之一 這位天文學家提供了絕佳的觀測環境 使其能夠深入探究 新生行星與它們的誕生盤之間的內在聯繫 PDS70B環繞其宿主恆星運行的軌道距離 與天王星繞太陽的軌道相似 先前的觀測結果顯示 在經歷了大約500萬年的質量積累後 它可能已接近新生階段的尾聲 重點聚焦於一氧化碳和水的含量 研究團隊依據這些信息推斷出 該行星大氣中碳和氧的含量 在宇宙中 碳和氧這兩種元素的重要性僅次於氫和氦 是行星形成過程中的關鍵標誌性元素 通過將這些觀測數據 與該系統原始行星盤中氣體的存檔數據進行對比 研究人員驚異地發現 行星大氣中的碳和氧含量遠低於預期 他們在12月18日 發表於《天體物理學》雜誌《通訊》的一篇論文中 詳細闡述了這一發現成果 從研究主要作者 現於伊利諾伊州西北大學 從事觀測天體物理學的博士後研究員 Chichang HSU在聲明中的表述來看 這一結果確實令人意外 他表明被廣泛認可的行星形成圖景 存在過於簡化的問題 這一觀點揭示了此次發現 對傳統行星形成理論根基的衝擊 使人們意識到以往認知的侷限性 可能促使學界重新審視行星形成的複雜機制 科學家們普遍認爲 包括太陽系內行星在內的衆多行星 都是由原始行星盤中的粒子相互碰撞 並粘連在一起 最終通過吸積作用形成更大的天體 按照這一普遍過程推斷 行星理應與其所在的盤具有相似的化學成分 針對所觀測到的差異 研究人員提出了兩種可能的解釋 其一 PDS-70B所含的大部分碳和氧 或許並非直接源於原始行星盤中的氣體 而是來自固態物質 例如冰和塵埃 這些固態物質中 蘊含着被捕獲的碳和氧 近期詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 對其他行星系統的觀測結果表明 這樣的形成過程是具有可能性的 並且可能對新生行星的化學成分產生顯著影響 若PDS-70B遵循了相同的路徑 正如該研究的共同作者 西北大學物理和天文學助理教授Jason Wang 在聲明中所說 那些冰和塵埃會在進入行星之前發生蒸發 所以 這可能意味着 我們不能僅僅侷限於氣體與氣體之間的比較 固態成分在碳與氧的比例方面 可能會產生極爲關鍵的差異 另一種可能是 原始行星盤或許是近期才相對富含碳元素 這與其他行星形成模型的預測相符 然而 現有的關於該系統的數據 尚不足以明確區分這兩種可能性 不過 即將對第二顆行星PDS-70C開展的觀測 或許能夠提供必要的信息 從而爲對該系統進行更爲詳盡的建模創造條件 研究人員如此說道 正如HSU所講 通過對這兩顆行星進行聯合研究 能夠更好地瞭解該系統的形成歷史 但僅研究這一個系統是遠遠不夠的 理想的情況是 需要識別出更多的系統 以便更深入 全面地理解 行星究竟是如何形成的 這一研究成果 無疑在航星形成研究領域投下了一顆重磅炸彈 將推動科學家們 進一步探索行星形成的奧祕 促使行星形成理論 不斷完善與發展