新技术可帮助了解巨行星如何成长
行星形成途径的比较图。(图片来源:Hiroshi Kobayashi)
气态巨行星一般由一个巨大的固体核心组成,而周围则环绕着更大质量的氦和氢。尽管这类行星在宇宙中相当常见,科学家们仍然不完全了解它们是如何形成的。现在,名古屋大学的天体物理学家小林浩和东北大学的田中秀和开发了一种计算机仿真技术,可以同时设置多种类型的天体物质参数来更全面地了解这些巨行星如何从微小的尘埃中成长起来。他们的研究结果已发表在《天体物理学杂志》( The Astrophysical Journal )上。
小林浩说:"我们对行星的形成过程已经有了一定程度的认识。首先,聚集在新形成的恒星周围的‘原行星盘’中的尘埃相互发生碰撞并凝结成称为行星碎片的小天体,然后这些物质聚集在一起形成行星。尽管我们知道这些,但诸如木星和土星这样的气态巨行星是如何形成的,长期以来还是让科学家感到困惑。"
而研究这个问题的意义在于,我们可以了解气态巨行星的行星系统中是否能形成适合人类居住的潜在宜居行星。
(图片来源:ChadoNihi/Pixabay)
气态巨行星形成的首要条件是具有一定质量的固态内核,其质量大约是地球的十倍,以吸引巨量气体。科学家们一直在努力了解这些核心是如何成长的。该问题主要体现在两个方面。首先,如果内核只是由空间内的行星碎片简单聚合而成的,这个过程将长达数百万年,超过了原行星盘的存活时间。第二,如果形成的行星内核与原行星盘相互作用,会导致它们向其系统中心的恒星内侧迁移,则无法实现大量气体的云集。
尘埃形成行星模拟结果图,该图展示了尘埃到行星演化至20万年左右的物体质量分布。(图片来源:Hiroshi Kobayashi)
为了解决这个问题,小林浩和田中秀和使用了最先进的计算机技术来模拟,遍及在原行星盘内的尘埃是如何碰撞和生长以至形成可聚集气体的固态内核。而该程序的一个主要局限在于它只能模拟行星或砾石的碰撞。而新的模拟程序则可以处理所有大小天体的碰撞和演变问题。
模拟结果显示,来自原行星盘外部的砾石会向内漂移,在距离其系统中心的恒星约10个天文单位(一个天文单位代表地球和太阳之间的平均距离)处演化成冰态微行星。木星和土星分别距离太阳约5.2个天文单位和9.5个天文单位。在演化的行星系统中,在距离中心恒星约6到9个天文单位的区域内,由砾石演化成冰态微行星的数量会增加。而较高的内核形成速率则会为巨型固态内核的形成提供有利条件,使其能在大约20万年时间内积聚气体并演化成气态巨行星。
小林浩表示:"我们期望此研究能帮助我们了解,包括地球在太阳系里的形成,以及其他系外行星系统中宜居行星的形成。"该研究结果"Rapid Formation of Gas-giant Planets via Collisional Coagulation from Dust Grains to Planetary Cores"已以论文形式发表在《天体物理学杂志》( The Astrophysical Journal )上。
翻译:范嘉豪
审校:董子晨曦
引进来源:名古屋大学
本文来自:中国数字科技馆
奋斗者号深渊科考一年不负众望今年11月28日,距离奋斗者号全海深载人潜水器(以下简称奋斗者号)圆满完成万米深潜海试任务顺利返航就整整一年了。下潜46次,其中12次进入万米以下6次进入9000米级深度科考作业,
NG地球自转速率与大氧化事件的潜在联系地球自转的变化主要分为自转轴瞬时位置(也称为极移)和速率的变化,其中自转速率的变化通常使用日长(一天的时长,即白昼和黑夜总时长)来表示。由于地球自转变化的不规则性,没有一天是标准的
脆弱的量子比特,如何成为量子计算主心骨原标题脆弱的量子比特,如何成为量子计算主心骨近来,有关量子计算的新闻不断刷屏。量子计算机的突破,为我们描绘着更快更强的未来计算场景。然而,对于大多数人来讲,量子计算机依然是不明觉厉
王亚平美照刷屏!太空出差跑步追剧,追的啥剧?11月24日,中国载人航天办公室公布了航天员王亚平在空间站的高清大图。由神舟十三号乘组的翟志刚与叶光富拍摄为王亚平拍摄的高清美图,刷屏了。航天员们的在轨生活充实而精彩,网友纷纷点赞
人类的起源有多少种说法?物理的尽头是数学,数学的尽头是哲学,哲学的尽头是神学!人类发展到现在已经经历了数百万年的变迁,那人类的起源究竟是什么呢?科学学说达尔文的生物进化论解释道人类是生物进化的产物,现代人
2。5亿年前的生物大灭绝造就华北地区丰富煤矿资源2。5亿年前的生物大灭绝造就华北地区丰富煤矿资源科技日报讯(记者颉满斌通讯员法伊莎)在距今2。5亿年前的二叠纪至三叠纪之交,地球上发生了一次显著的生物大灭绝事件,超过80的海洋物种
利用激光获得人工原子的能量跃迁研究人员在一个量子点内,即半导体内的一个微小结构,激发了一个看似无法实现的能量转换。资料来源RUB,ArneLudwig巴塞尔和波鸿的研究人员已经成功地利用激光解决了人工原子中一个
美国韦伯太空望远镜在运输途中,又遇变故,发射真是命运多舛呀1990年,美国发射了一颗工作于地球轨道之中的太空望远镜哈勃望远镜,由于携带了当时最为先进的摄像和光学等诸多仪器设备,使其成为迄今为止最为重要的天文观测设备之一,为人类深入探测河外
NASA公布关于詹姆斯韦伯望远镜发射任务的最新情况NASA詹姆斯韦伯太空望远镜的发射准备日期将不早于12月22日,此次的延迟则是为了在最近韦伯发射准备期间发生事故后对该观测站展开额外的测试。该事件发生在法属圭亚那库鲁的卫星准备设施
如果两颗气态巨行星相撞会发生什么?如果两颗气态巨行星相撞会发生什么?在现实中,根据轨道动力学,两颗气态巨行星相撞的可能性非常小,即使是在行星系统形成过程中,发生这种碰撞的可能性也很小。如果要探讨两颗气态行星相撞的结
13亿年前两个黑洞发出的声音!引力波到底是什么?黑洞是一个很可怕的东西那是一个黑色的大窟窿所有靠近它的物体都会被吸进去就连光都没办法从里面逃脱大概很多人都会觉得这样的一个天体应该更加的神秘又安静黑洞在吞噬物质的时候会产生剧烈的震