新的研究显示，科学家们目前关于行星如何形成的主流理论可能遭遇挑战，甚至可能崩溃。近期，天文学家在对一颗位于太阳系之外且仍处于形成过程中的行星展开研究时，发现其化学成分与孕育它的旋转气体和尘埃盘并不完全契合。这一发现对标准的行星形成模型发起了挑战，意味着这些模型或许过于简化，研究人员如此表示。

这颗正在形成的行星名为PDS70b，其体积几乎是木星的三倍，处于距离地球约400光年之外的半人马座。它属于一个双行星系统，是为数不多已知的仍在凝聚过程中的行星系统之一，这为天文学家提供了绝佳的观测环境，使其能够深入探究新生行星与它们的诞生盘之间的内在联系。PDS70b环绕其宿主恒星运行的轨道距离与天王星绕太阳的轨道相似，先前的观测结果显示，在经历了大约500万年的质量积累后，它可能已接近新生阶段的尾声。

今年5月，天文学家运用夏威夷的KeckII望远镜对PDS70b的化学成分进行了研究，重点聚焦于一氧化碳和水的含量。研究团队依据这些信息推断出该行星大气中碳和氧的含量，在宇宙中，碳和氧这两种元素的重要性仅次于氢和氦，是行星形成过程中的关键标志性元素。

通过将这些观测数据与该系统原始行星盘中气体的存档数据进行对比，研究人员惊异地发现，行星大气中的碳和氧含量远低于预期。他们在12月18日发表于《天体物理学杂志通讯》的一篇论文中详细阐述了这一发现成果。

从研究主要作者、现于伊利诺伊州西北大学从事观测天体物理学的博士后研究员Chih-ChunHsu在声明中的表述来看，这一结果确实令人意外，它表明被广泛认可的行星形成图景存在过于简化的问题。这一观点揭示了此次发现对传统行星形成理论根基的冲击，使人们意识到以往认知的局限性，可能促使学界重新审视行星形成的复杂机制。

科学家们普遍认为，包括太阳系内行星在内的众多行星，都是由原始行星盘中的粒子相互碰撞并粘连在一起，最终通过吸积作用形成更大的天体。按照这一普遍过程推断，行星理应与其所在的盘具有相似的化学成分。

针对所观测到的差异，研究人员提出了两种可能的解释。其一，PDS70b所含的大部分碳和氧或许并非直接源于原始行星盘中的气体，而是来自固态物质，例如冰和尘埃，这些固态物质中蕴含着被捕获的碳和氧。近期詹姆斯·韦伯太空望远镜对其他行星系统的观测结果表明，这样的形成过程是具有可能性的，并且可能对新生行星的化学成分产生显著影响。若PDS70b遵循了相同的路径，正如该研究的共同作者、西北大学物理和天文学助理教授JasonWang在声明中所说，那些冰和尘埃会在进入行星之前发生蒸发。所以，这可能意味着我们不能仅仅局限于气体与气体之间的比较，固态成分在碳与氧的比例方面可能会产生极为关键的差异。

另一种可能是，原始行星盘或许是近期才相对富含碳元素，这与其他行星形成模型的预测相符。然而，现有的关于该系统的数据尚不足以明确区分这两种可能性。不过，即将对第二颗行星PDS70c开展的观测或许能够提供必要的信息，从而为对该系统进行更为详尽的建模创造条件，研究人员如此说道。正如Hsu所讲，通过对这两颗行星进行联合研究，能够更好地了解该系统的形成历史。但仅研究这一个系统是远远不够的，理想的情况是，需要识别出更多的系统，以便更深入、全面地理解行星究竟是如何形成的。这一研究成果无疑在行星形成研究领域投下了一颗重磅炸弹，将推动科学家们进一步探索行星形成的奥秘，促使行星形成理论不断完善与发展。

转自：湖州招聘网