超级类地行星的形成：也许不是我们设想的那样(3)

这种情形自然会产生一个类似太阳系的恒星系统：距离恒星较近的范围内产生小型岩石质行星，“雪线”以外产生与木星类似的巨型气体行星，距离恒星越远，这些巨型行星的体积越小，因为它们绕轨道运转得很慢，吸积物质所花费的时间更长。所有行星都基本保持在它们形成时的位置上，在同一平面上以圆形轨道公转，漂亮并且整洁。

但是热木星的发现意味着这一理论有着严重的错误。我们原来认为，在距离恒星极近的轨道上运行的行星，公转周期只有若干天，这限制了它形成过程中能够吸积的物质数量。气体巨星在这个位置上形成看上去令人难以置信。所以有人认为它们是在距离恒星更远的外侧形成之后迁移进来的。

 

 

资料图

 

理论学家提出了两种可能的机制来解释行星位置的重排。第一个机制叫作迁移：在巨型行星形成之后，吸积盘内有足够的剩余物质。行星引力让吸积盘产生变形，在局部产生密度较高的区域，这些区域反过来对行星产生引力牵拉，使得行星逐渐向离恒星更近的内部飘移。

 

 

资料图

 

这一想法获得了证据支持。相邻的行星经常处于被称为“轨道共振”的稳定引力相互作用关系中。这一现象产生的条件是它们的轨道长度具有小的整数比例关系。拿冥王星来说，它沿轨道绕太阳公转两圈，等于海王星绕太阳公转三圈。这不太可能是行星生成时就具有的特点，因此它们应该是迁移到了如今的地点，被额外的稳定性锁定在了这一轨道上。太阳系历史早期的迁移可以解释其他异常现象，例如火星为什么会比地球小，以及稀疏和被瓦解的小行星带。为了解释这些现象，理论学家援引了被称为“大策略”的运动过程，即木星起初在距离太阳更近的位置形成，向内飘移到接近地球轨道的位置上，然后再向外飘移到今天的轨道上。