据《自然》杂志6月6日在线报道,科学家们在距离地球140光年的武仙星座发现了一颗恒星,它的两颗行星缺乏行星形成的一些常见必要物质。这支持了一种行星起源理论,那就是即使缺乏比原始氢和氦更重的元素,也能形成行星。
这颗编号为HD155358的恒星类似太阳,只是温度更高、质量更小。它与太阳还有一个显著区别是它严重缺乏所谓的重元素,如氧、硅、碳、铁等(天文学家们统称这些重元素为“金属”),而这些元素通常被认为是形成行星内核的必要条件。
这两颗行星体积较大,其中大的一颗约为土星的90%,较小的一颗也有土星的一半。有趣的是,二者的距离非常近,以至于彼此之间存在强烈的引力。在引力作用下,其中一颗的轨道越来越圆,而另外一颗的轨道越来越扁,当达到一定极限时,二者互换角色,每个周期长达2500年左右。天文学家形象地将这种关系比喻为“舞伴”。
这种严重缺乏“金属”却能孕育行星的情况非常罕见,迄今为止,在100多个拥有行星的恒星星系中,天文学家们仅在编号为HD47536的恒星中发现过这一现象。对这种现象的深入研究,有助于加深人们对行星起源的认识。
天文学家提出了两种相互竞争的理论来解释这种现象。第一种被称为“核吸积模式”,新生恒星附近的气体盘中的重元素首先浓缩成一个致密的核,然后这个核逐渐吸收气体盘中的物质,最终形成行星。
另外一种称为“气体盘不稳定模式”。根据这种理论,气体盘自身分解成多块,然后坍缩形成行星。这个过程可能发生得相当快,由此产生的行星可能根本没有固体内核。
“核吸积模式”较容易产生太阳系中较小的类似地球的行星,但是一些研究人员认为一些较大的类似土星的气态行星可能以“气体盘不稳定模式”产生。
这两颗行星的发现者、美国得克萨斯州立大学麦克唐纳天文台的William Cochran认为,这两种理论或许都可解释这两颗行星的形成。