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气态巨行星成长之谜:核心吸积新说揭秘宇宙“巨无霸”诞生

   时间:2026-02-24 19:26:41 来源:快讯编辑:快讯 IP:北京 发表评论无障碍通道
 

在浩瀚无垠的宇宙中,气态巨行星宛如神秘的巨人,吸引着科学家们的目光。木星和土星作为太阳系内的典型气态巨行星,主要由氢和氦组成,内部有着致密核心,却没有坚实的表面。而在银河系更广阔的天地里,还有许多系外行星比木星更为庞大,其中一些质量极大的,甚至让行星与褐矮星的界限变得模糊不清。

这些气态巨行星为何能拥有如此巨大的体积和质量?长期以来,科学家们提出了两种猜想。一种是“核心吸积说”,该理论认为固态内核在恒星周围的尘埃盘中逐渐成长,当引力足够强大时,便能吸附大量气体,从而形成气态巨行星。另一种则是“引力坍缩说”,即气体云在自身引力作用下快速凝聚,最终形成巨型天体。

为了解开这一谜题,美国加州大学圣迭戈分校的科学家团队借助詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST),对距离地球约133光年的HR 8799恒星系统展开了深度探测。该系统拥有4颗气态巨行星,每颗质量均为木星的5 - 10倍,轨道半径为日地距离的15 - 70倍。如此遥远且庞大的系统,让天文学家们对传统形成理论产生了怀疑:在恒星吹散周围气体盘之前,行星真的有足够时间成长到这般规模吗?

JWST凭借其高灵敏度,为科学家们提供了窥探行星大气深层秘密的机会。科学家们针对HR 8799c这颗行星进行了细致分析,利用其高分辨率光谱仪,首次清晰捕捉到该行星大气中包括硫化氢在内的多种分子信号。这些行星仅有约3000万年历史,是太阳系年龄的1/150,却已展现出比母星更丰富的重元素含量,这进一步印证了它们通过逐步积累物质而成长的历程。

天文学家奎因·科诺帕基教授指出,较早的核心吸积模型确实难以解释如此遥远又巨大的行星。但新模型表明,即使在远离恒星的地方,固态内核仍有可能快速形成并吸附气体。

然而,随着对气态巨行星成长秘密的逐步揭示,更深层次的问题也随之而来:作为一颗行星,其质量上限究竟在哪里?当质量达到木星的15倍、20倍甚至更高时,它们还能被定义为行星吗?这些问题仍有待进一步探索和研究。

 
 
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