根據沃里克大學(University of Warwick)天文學家的一項新研究，在恒星系統(tǒng)生命早期發(fā)展的巨型行星可以解決一個謎，即為什么在年輕的原行星盤中未觀察到螺旋結構。

這項研究今天在《天體物理學雜志快報》上發(fā)表，并得到皇家學會的支持，該研究為天文學家期望在年輕恒星周圍的原行星盤中看到的螺旋結構缺乏提供了一種解釋，這也表明科學家們可能不得不重新評估行星形成的速度。在光盤的生命周期中。

原行星盤是行星的發(fā)源地，其中蘊藏著最終會聚集成我們在宇宙中看到的行星陣列的物質。當這些圓盤年輕時，它們會形成螺旋結構，其所有塵土和物質都會因圓盤旋轉產生的巨大重力作用而拖入致密的臂中。在銀河系水平上也會發(fā)生類似的影響，因此，為什么我們會看到諸如我們的銀河系這樣的螺旋星系。

在三到一千萬年的過程中，來自圓盤的物質聚集在一起形成行星，掉落到它正在繞行的恒星上，或者只是通過來自圓盤的風而散布到太空中。圓盤年輕時會自動引力，并且盤中的材料會形成螺旋結構，當其在重力穩(wěn)定時會丟失。發(fā)育中的年輕行星在以自己的方式消耗和分散物質時會在圓盤中切出縫隙，從而形成了天文學家最常在原行星盤中看到的“環(huán)和縫”特征。

但是，天文學家一直在努力解釋年輕的原行星盤的觀測結果，這些盤沒有顯示出螺旋狀的跡象，而是看起來像是一個年紀大得多，具有環(huán)形和間隙結構的盤。為了提供解釋，沃里克大學物理系的薩爾·羅瑟(Sahl Rowther)和法爾扎納·梅魯(Farzana Meru)博士對年輕盤中的大行星進行了計算機模擬，以確定它們相互作用時會發(fā)生什么。

他們發(fā)現(xiàn)，一顆大約是木星質量三倍的巨型行星，從圓盤的外部區(qū)域移向恒星，會造成足夠的破壞，從而擦掉圓盤的螺旋結構，其結果非常類似于天文學家觀察到的圓盤。但是，要在圓盤的螺旋階段出現(xiàn)這些行星，就必須在圓盤的生命周期的早期迅速形成它們。

主要作者Sahl Rowther博士 物理系的一名學生說：“當光盤年輕時，我們希望它們具有螺旋結構的巨大質量。但是在觀察中我們看不到它。

“我們的模擬表明，在這些年輕的盤片中的一顆巨大的行星實際上可以將在自重螺旋相中所花費的時間縮短到看起來更像天文學家所看到的一些觀測結果。

物理學系的合著者Farzana Meru博士補充說：“如果天文學家正在觀察的其中一些盤最近是自重的，那么這表明它們在盤還很年輕的時候就形成了一個行星。原行星盤遠不到五十萬年，這意味著地球必須迅速地形成。

“不管用什么機制解釋這些行星是如何形成的，這可能意味著我們必須考慮到行星的形成要比最初想像的要快得多。”

他們的模擬為原行星盤向內遷移時在其外部區(qū)域中的巨型行星建模，天文學家希望看到這一過程，因為扭矩將行星推向內，因為它與盤中的氣體交換了角動量。這也意味著行星將與大部分圓盤相互作用并破壞圓盤，并且其質量足以打開氣體間隙，從而形成環(huán)形和間隙結構。

薩爾·羅瑟(Sahl Rowther)補充說：“鑒于與觀察到的光盤塊有關的未知數，這令人興奮。如果具有環(huán)形和間隙結構的大型光盤很常見，它可以為解釋光盤結構提供更多的途徑。

“我們的結果表明，只要條件和技術合適，我們甚至有可能看到這些巨型行星的跡象。我們下一步的研究將是確定這些條件是什么，以幫助天文學家嘗試確定恒星的存在。這些行星。”

梅魯博士補充說：“旋渦結構很可能會被抹去，當您看著光盤時也不會被愚弄。它仍然可能相當龐大，只是一個巨大的行星使它失去了旋渦而已。 。

“我們有這些驚人的原行星盤圖像，它們真正令人興奮的是它們的結構。在過去幾年中，望遠鏡變得非常強大，我們能夠看到間隙和環(huán)等特征。借助像我們這樣的計算機模擬，我們可以現(xiàn)在，我們嘗試了解我們預期發(fā)生的某些過程(例如行星在年輕的盤中遷移)是否會產生觀察者所看到的圖像，而功能強大的望遠鏡和超級計算機的結合才有可能實現(xiàn)。”