現(xiàn)有理論難以解釋其存在的一顆行星。

藝術(shù)家筆下描繪的GJ 3512b。這是一顆藍(lán)色的氣體巨行星。CARMENES / RenderArea / J. Bollaín / C. Gallego

       近日一個(gè)新發(fā)現(xiàn)在天文學(xué)家圈內(nèi)引起了轟動。以西班牙巴塞羅那空間科學(xué)研究院天體物理學(xué)家Juan Carlos Morales為首的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在一顆距地球約31光年的紅矮星——GJ 3512身邊，發(fā)現(xiàn)了一顆質(zhì)量約為木星一半的氣體巨行星。

       這顆名為GJ 3512b的行星距離主星只有三分之一個(gè)天文單位，也就是說它和紅矮星的距離只有地球和太陽距離的三分之一，大約相當(dāng)于在我們太陽系水星的位置上。而紅矮星GJ 3512的質(zhì)量只有太陽的八分之一，直徑只有太陽的七分之一，表面光度不足太陽的百分之一。

       太陽的質(zhì)量是木星的1050倍，而GJ3512的質(zhì)量只有GJ 3512b的250倍。這是天文學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)用“核心吸積模型”無法解釋的系外行星。統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)表明，低質(zhì)量恒星擁有的通常都是地球這樣較小的行星或所謂的“迷你海王星”。當(dāng)前被學(xué)界廣泛接受的行星形成模型——“核心吸積模型”也表明這是一個(gè)趨勢。但這個(gè)發(fā)現(xiàn)卻與此相矛盾。

       GJ 3512周圍可能還存在另一顆質(zhì)量大約為木星六分之一的海王星級行星，這顆行星和主星的距離大約在1.2個(gè)天文單位以上。但是目前尚未獲得這顆行星存在的確切證據(jù)。

       與此同時(shí)，研究人員還發(fā)現(xiàn)，有跡象表明曾有大質(zhì)量恒星被GJ 3512系統(tǒng)甩向了星際空間。依據(jù)則是GJ 3512b的橢圓形軌道。這樣的軌道表明它曾與其他行星發(fā)生過引力的拉鋸戰(zhàn)。這顆失蹤的行星現(xiàn)在可能正在黑暗的星際空間中流浪。

       天文學(xué)家一直認(rèn)為，木星和土星這樣的氣體巨行星，以及許多系外氣體巨行星，都是通過“核心吸積”的方式成長起來的。“核心吸積模型”認(rèn)為巨行星的成長分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段是在原行星盤中形成一個(gè)質(zhì)量約為地球10至15倍的巖冰內(nèi)核；第二個(gè)階段是一旦這個(gè)內(nèi)核的質(zhì)量達(dá)到臨界值，大量的氫氣和氦氣就會在其表面快速累積。

       而紅矮星這樣的低質(zhì)量恒星擁有的原行星盤也是低質(zhì)量的，缺乏氣體巨行星形成過程中所需的足量物質(zhì)。用“核心吸積模型”無法解釋GJ 3512b的存在。這是一個(gè)巨大的矛盾。

       鑒于此，研究人員認(rèn)為，另外一種所謂的“氣體盤不穩(wěn)定”恒星形成模型比較可以解釋GJ 3512b的存在。這種模型認(rèn)為一個(gè)不穩(wěn)定的原行星盤會分裂成許多氣體塵埃團(tuán)塊，這些團(tuán)塊會在它們自身的引力作用下坍縮成氣體巨行星。持此觀點(diǎn)的天文學(xué)家認(rèn)為，部分甚至于所有氣體巨行星都是通過這種方式形成的，它們不需要用巖石的內(nèi)核來當(dāng)“凝聚核”。

       不知邊界在何處的宇宙中存在難以窮盡的可能，用一種理論解釋一切的想法固然美好，但可能還是過于理想和簡單化了。

GJ 3512紅矮星系統(tǒng)（中）和太陽系（上）及其他部分紅矮星系統(tǒng)（下）的1:1對比圖。