天文學家觀測發現巨行星有兩種族群

天文學家從觀測證據中，發現巨行星有兩種截然不同的族群。這篇論文刊載在《天文及天文物理》（Astronomy & Astrophysics）期刊上。

目前科學家已經在類似太陽的恆星周圍發現了 3,500 顆以上的行星，雖然最近的研究顯示，銀河系中大多數的行星都像地球一樣，是由岩石構成的；但也有很多質量相當於 10-20 倍木星質量（木星的質量是地球的 320 倍）的巨行星。

這些行星究竟是如何形成的？科學家在分析行星和母恆星之後，發現恆星的金屬含量和行星形成的頻率有非常緊密的關係，此外恆星的質量也會影響行星形成的效率。

目前最新的行星形成理論，認為有兩種形成氣體巨行星的方式。其中一種稱為「核心吸積」（core-accretion），首先要有岩質或是冰質的核心，核心的重力拉扯周圍的氣體，形成巨行星。另一種方式則是原行星盤中的重力不穩定導致氣體團塊的形成，接著才收縮形成巨行星。

天文學家利用公開的系外行星資料，發現了有趣的觀測證據，像木星和質量重達數千倍地球質量的更大質量行星（太陽系裡並沒有這樣的行星存在）， 是在不同的環境下形成，分成兩種截然不同的族群。

質量小於 4 倍木星質量的行星，較容易在金屬含量高的恆星周圍形成。而介於 4 至 20 倍木星質量的行星，母恆星則較少金屬，質量也較大。這顯示這些巨行星和小質量行星是以不同的方式形成。分析結果顯示兩種行星形成方式都對，第一種是形成較低質量的行星，另一種則是形成較大質量的行星。較低質量的巨行星（小於 4 倍木星質量）可能是由核心吸積過程形成，較大質量的巨行星則多由重力不穩定所形成。

從這張行星質量和母恆星金屬含量的比較圖中，可以發現巨行星分成兩群的現象。（Source：Santos et al. 2017）

（本文由 台北天文館授權轉載）

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