內容摘要：一位藝術家對太陽系外行星“熱木星”的概念。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/JPL加州理工學院神秘的地球uux.cn）據對話迪米特里斯·斯塔馬特洛斯）：一顆新的行星在一個由氣體和塵埃組成的旋轉圈
一位藝術家對太陽系外行星“熱木星”的新生行星概念。鳴謝:uux.cn/美國國家航空航天局/JPL加州理工學院
（神秘的氣態
地球uux.cn）據對話（迪米特里斯·斯塔馬特洛斯）：一顆新的行星在一個由氣體和塵埃組成的旋轉圈里開始了它的生命，這個旋轉圈被稱為原恒星盤。出奇我和我的地平同事利用計算機模擬顯示，這些盤中的新研究稱新生氣體行星很可能具有令人驚訝的扁平形狀。這一發現發表在《天文學和天體物理學快報》上，新生行星可能會增加我們對行星形成的氣態確切了解。
觀察剛剛形成并仍在其原恒星盤中的出奇原行星是極其困難的。到目前為止，地平只有三顆這樣年輕的新研究稱
原行星被觀測到，其中兩顆在同一個系統PDS 70中。新生行星
我們需要找到年輕的氣態系統，距離我們的出奇望遠鏡足夠近，能夠探測到來自行星本身的地平昏暗光線，并將其與圓盤的光線區分開來。行星形成的整個過程只持續幾百萬年，從天體物理學的角度來看，這不過是一眨眼的功夫。這意味著我們需要運氣才能在形成過程中抓住它們。
我們的研究小組進行了計算機模擬，以確定氣態原行星在行星搖籃中各種熱條件下的特性。
模擬具有足夠的分辨率，能夠從早期階段跟蹤盤內原行星的演化，當時它只是盤內的一個冷凝物。這種模擬對計算要求很高，是在英國天體物理超級計算設施DiRAC上運行的。
通常情況下，一個圓盤內會形成多個行星。研究發現，原行星的形狀被稱為扁球體，像Smarties或M & M‘s，而不是球形。它們主要通過兩極而不是赤道吸入氣體來增長。
從技術上講，我們太陽系中的行星也是扁球體，但它們的扁平度很小。土星的扁平率為10%，木星為6%，而地球僅為0.3%。
相比之下，原行星的典型扁平率為90%。這種變平將影響原行星的觀測屬性，在解釋觀測結果時需要考慮到這一點。
行星是如何開始的
最廣為接受的行星形成理論是“核心吸積”理論。根據這個模型，比沙子還小的微小塵埃顆粒相互碰撞，聚集在一起，逐漸成長為越來越大的物體。這實際上就是你床下的灰塵沒有清理時的情況。
一旦形成足夠大質量的塵埃核心，它就會從圓盤中吸取氣體形成一顆氣態巨行星。這種自下而上的方法需要幾百萬年的時間。
相反的，從上到下的方法，是磁盤不穩定理論。在這個模型中，伴隨年輕恒星的原恒星盤是引力不穩定的。換句話說，它們太重而無法維持，因此碎裂成碎片，進而演變成行星。
核心吸積理論已經存在很長時間了，它可以解釋我們太陽系如何形成的許多方面。然而，盤的不穩定性可以更好地解釋我們近幾十年來發現的一些系外行星系統，例如那些氣態巨行星的軌道距離其主恒星非常非常遠的系統。
這一理論的吸引力在于行星的形成非常快，在幾千年內就形成了，這與表明行星存在于非常年輕的盤中的觀察結果一致。
我們的研究重點是通過圓盤不穩定性模型形成的氣態巨行星。它們是扁平的，因為它們是由一個原本扁平的結構原恒星盤壓縮形成的，還因為它們的旋轉方式。
沒有平坦的地球
盡管這些原行星總體上非常平坦，但它們的內核（最終將演變為我們所知的氣態巨行星）沒有那么平坦——只有大約20%。這只是土星扁率的兩倍。隨著時間的推移，它們有望變得更加球形。
像地球和火星這樣的巖石行星無法通過圓盤不穩定性形成。人們認為它們是由灰塵顆粒慢慢聚集成鵝卵石、巖石、千米大小的物體并最終形成行星而形成的。它們密度太大，即使是新生的也不會明顯變平。地球年輕時不可能被壓扁到如此高的程度。
但是我們的研究確實支持在某些行星系統的某些世界中圓盤不穩定性的作用。
我們現在正從系外行星發現的時代轉向系外行星表征的時代。許多新的觀測站即將投入使用。這些將有助于發現更多嵌入其圓盤的原行星。計算機模型的預測也變得越來越復雜。
這些理論模型和觀測結果之間的比較使我們越來越接近理解我們太陽系的起源。
