天文学家最近发现了一颗巨行星。然而，他们表示，根据现有理论，这种行星不应该存在。

相较它环绕的恒星来说，这颗类木行星大得有点不同寻常，甚至挑战了天文学家对行星形成机制的普遍观点。

这颗距我们284万亿千米的恒星是颗M型红矮星——我们银河系中最常见的类型。前不久，一个天文学国际团队在《科学》杂志上公布了这项发现。“这个发现很令人激动，因为我们一直都有这样一个疑问：像木星和土星这样的巨行星可以在那么小的恒星附近形成吗？”英国华威大学教授彼得·惠特利（Peter Wheatley）说，他并没有参与这项研究。

这颗红矮星的质量当然要比环绕它运动的行星（GJ3512b）大，但它们之间的质量差距要比太阳和木星之间的质量差距小得多。这颗遥远恒星的质量最多只比它的行星大270倍。而太阳的质量大约比木星高出1 050倍。

天文学家借助位于西班牙的卡拉阿托天文台发现了这颗恒星。他们运用计算机模拟展示了行星形成理论：尘埃和气体构成的“原始行星盘”环绕着刚出生不久的恒星运动，随着时间的推移，行星就在这些气体云中诞生。这类模拟预测，质量微小的M型矮星附近应该聚集着大量小型行星。

“在这类恒星周围，应该只能存在地球这么大的行星，最多也就是超级地球那种大小。”瑞士伯尔尼大学教授、《科学》这篇文章的联合作者克里斯多夫·莫达希尼（Christoph Mordasini）说。恒星Trappist-1的行星系统就是完美符合这个理论的真实例子。

Trappist-1这颗距太阳369万亿千米（约39光年）的恒星拥有7颗行星，每一颗的质量都大致等于或略微小于地球。

“然而，GJ3512b是一颗质量大约有木星一半的巨行星。这意味着它的质量至少要比理论模型预测的大一个数量级。”莫达希尼教授说。因此，这项发现挑战了天文学家此前普遍秉持的以核心吸积为基础的行星形成理论。

“我们通常认为巨行星起始于一个冰核，它们往往处在环绕年轻恒星运动的气体云的外侧，通过不断吸收气体迅速增大质量。”惠特利教授说，“但这篇文章的作者们提出，小恒星周围的吸积盘提供不了那么多气体。相反，他们认为更有可能出现的情况是：当行星盘的某部分因为自身引力而坍缩时，就迅速形成了巨行星。”

《科学》这篇文章的作者提出，当行星盘中的气体和尘埃的质量超过母恒星的1/10时，这种坍缩就会出现。在这种情况下，恒星的引力效应不足以让行星盘保持稳定。

于是，行星盘中的物质就会向内收缩，形成一个由引力束缚的物质团块。随着时间的推移，这个团块逐渐形成了行星。这个观点预言，这类坍缩发生于行星盘的极外侧，而通过核吸积形成的巨行星可以出现在离恒星近得多的地方。

2017年，几位天文学家撰文介绍了由位于智利的英国望远镜发现的气态巨行星NGTS-1b。惠特利教授正是文章的一位作者。NGTS-1b的母恒星也是一颗M型红矮星，距我们约5 000万亿千米（600光年）远。相对母恒星的质量而言，NGTS-1b同样大得惊人。

“NGTS-1b的母恒星比较小，但比最新发现的这个GJ3512b还是大了不少。或许，NGTS-1b代表了能够通过核吸积方式产生近距离巨行星的最小母恒星。比它还小的恒星要想产生巨行星，就只有通过行星盘极远处的引力坍缩模式了，就像《科学》那篇文章的作者提出的那样。”惠特利教授说。

“这类预测价值连城，对未来的研究具有导向作用，还能让我们检验自己的理论模型是否正确。”

实际上，这篇文章的作者也提出，GJ3512b一定迁徙了相当长的一段距离，才出现在了现在的位置。这段距离应该略少于1天文单位（1.5亿千米）。

GJ3512b的公转轨道呈椭圆形，公转周期204天。大部分时候，GJ3512b与母恒星之间的距离要小于水星与太阳之间的距离。这颗气态巨行星的偏心轨道表明，更远处还有其他巨行星，后者会让GJ3512b的轨道变形。

文章的一位联合作者、德国海德堡马克斯·普朗克天文研究所的休伯特·克拉尔（Hubert Klahr）说：“在此之前，形成过程和行星盘不稳定理论相符的行星就只有一小部分年轻、炽热且质量极大的行星，它们都离自己的母恒星很远。”

“GJ3512b的出现，让我们有了一个特别的候选者。它代表了在极小质量恒星附近因行星盘不稳定而诞生的那些行星。这个发现提醒我们，得重新审视现有模型了。”

资料来源BBC