（神秘的地球uux.cn）据俄亥俄州立大学（Tatyana Woodall）：根据新的研究，对过去数据的重新审视表明，质量与木星相似的系外行星的形成时间比以前想象的要早得多。俄亥俄州立大学的研究结果提供了关于吸积时间的新信息，吸积是指积累大量富含碳和氧的气体和固体颗粒，形成木星等大型行星的过程。

这项研究发表在《天体物理学杂志》上。

行星是由原行星盘形成的，原行星盘是旋转的尘埃和气体云，是行星形成的完美成分。这项新的研究表明，吸积发生在早期，当时圆盘很大，比研究人员之前认为的要年轻得多。

尽管新确认的系外行星数量持续增长，但这些行星的起源和影响其形成的因素仍是科学家们仍在努力解决的难题。例如，类木星系外行星最初被认为需要近300万至500万年才能完全形成；最近的观测表明，对于像木星这样的气态巨星来说，这一过程可能更接近100万到200万年。

该研究的作者、俄亥俄州立大学天文学助理教授Ji Wang表示，这一发现挑战了研究人员关于这些行星形成的原行星盘的“年龄”的现有理论。这些结果可能会促使科学家重新评估和改进他们对太阳系和其他地方的行星形成理论。

王说：“我们所知道的关于系外行星的一切都可以放在太阳系的背景下，反之亦然。”。“通常行星形成是一个自下而上的方案，这意味着它从小物体开始，逐渐形成一个更大的行星，但这种方式需要时间。”

尽管系外行星是指轨道远远超出我们太阳系范围的行星物体，但更多地了解它们是如何形成的，可以帮助研究人员更深入地了解太阳系和早期地球的演化，早期地球的形成比木星晚得多，但仍然受到它的极大影响。

行星形成的“自下而上”解释被称为“核心吸积理论”，但另一种可能的形成机制是当行星通过引力不稳定形成时——当恒星周围圆盘中的团块太大而无法支撑自己并坍缩形成行星时。王说，因为行星的吸积历史可能与这两种引人注目但互补的进化形成机制密切相关，所以确定哪种过程更常见是很重要的。

该研究分析了七颗气态巨行星的样本，这些行星的恒星和行星化学性质已经通过之前的研究直接测量过，并将其与我们太阳系、木星和土星中的气态巨行星数据进行了比较。

王表明，这些系外行星的早期形成与最近的证据一致，即木星的形成比以前认为的要早得多。这一发现是基于这些系外行星吸积的固体量惊人地高。

行星形成之初积累的所有物质都会增加其大气层的金属性，通过观察它们留下的痕迹，研究人员能够测量行星一旦聚集的固体量。

王说，金属丰度越高，固体和金属就越多——元素周期表上任何比氢和氦质量更大的物质——科学家们可以假设在形成过程中都会吸积。

他说：“我们可以推断，平均而言，五颗被采样的行星中的每一颗都积累了相当于50个地球质量的固体。”。“只有当一个系统的年龄小于200万年时，才能发现如此大量的固体，但在我们的太阳系中，可用的固体总量仅相当于地球质量的30到50倍。”

这一新数据意味着，用于形成系外行星的构建块在原行星盘演化的早期阶段就已经可用，而这些构建块的可用性在数百万年的时间里大大降低了。王说，因为科学家通常不希望找到行星形成得那么早的证据，所以目前的理论可能很难调和这一发现。

王说：“这些系外行星形成得如此之早，以至于仍然有大量可用的金属。”。“这是科学界没有充分准备的事情，所以现在他们必须争先恐后地提出新的理论来解释它。”

因为气态巨行星在吸积过程中会吸入大量物质，它们在太空中的形成和迁移也会影响原行星盘其他地方岩石行星的发展。在太阳系中，这种现象被认为导致木星和土星将水星推出其原始轨道，并导致火星变得比地球或金星小得多。

也就是说，为了帮助天文学家在未来进行类似的行星形成分析，这项工作还为推断任何其他系外行星的固体吸积总质量提供了一个统计框架，该研究指出，这也可以成为研究其他类型复杂元素数据的理想工具。

虽然这项研究纯粹依赖于档案数据，但王希望他的工作能够得到更好的仪器收集的新的高分辨率数据的进一步补充，例如更强大的地面天文台或詹姆斯·韦伯太空望远镜等下一代技术。

王说：“通过用更大的系外行星样本扩展这项工作，我们希望看到这篇论文中发现的证据趋势继续存在。”

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