由馬克斯·普朗克天文研究所的馬丁·施萊克(Martin Schlecker)領導的國際天文學家小組發(fā)現(xiàn)，行星，氣態(tài)和冰冷行星在行星系統(tǒng)中的排列顯然不是隨機的，并且僅取決于幾個初始條件。這項研究將發(fā)表在科學期刊《天文學與天體物理學》上，該研究基于一種新的模擬，該模擬追蹤了數(shù)十億年以來行星系統(tǒng)的演化。太陽狀恒星周圍的行星系統(tǒng)在其內(nèi)部區(qū)域產(chǎn)生的水和氣體含量低的超地球，通常在外軌道上形成與木星相當?shù)男行恰＿@樣的行星有助于使?jié)撛谖ｋU的物體遠離內(nèi)部區(qū)域。

科學家懷疑木星在地球生命的發(fā)展中起著重要作用，因為木星的引力通常會將潛在危險的小行星和彗星偏轉(zhuǎn)進入巖石行星區(qū)域，從而減少災難性碰撞的次數(shù)。因此，這種情況反復提出這樣一個問題，即這樣的行星組合是相當隨機的，還是行星系統(tǒng)形成的普遍結(jié)果。

干燥的超地球和木星

來自海德堡，伯爾尼大學和亞利桑那大學的馬克斯·普朗克天文研究所(MPIA)的科學家現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，有力的證據(jù)表明，與地球相似的巖石行星經(jīng)常與寬軌道的類似木星的行星一起出現(xiàn)。

海德堡馬克斯·普朗克天文學研究所(MPIA)的博士生馬丁·施萊克(Martin Schlecker)解釋說：“我們稱這類氣體巨人為冷木星。它們遠離中心恒星生長，在那里恒星以冰的形式存在。”帶領研究。研究的類地球行星是所謂的干超級地球，即比地球更大，更重的巖石行星，它們只有稀薄的大氣層，幾乎沒有水或冰。它們分布在行星系統(tǒng)的內(nèi)部(即溫帶)區(qū)域，除了大小外，它們與地球非常相似。施萊克指出：“盡管有巨大的海洋和極地地區(qū)，但地球是水的體積分數(shù)，僅占干燥星球的0.12%。”

因此，在內(nèi)部區(qū)域找到冷木星和富含冰的超級地球幾乎是不可能的。此外，密集的，擴展的氣體包裹層主要存在于巨大的超級地球中。

模擬可提供對難以衡量的過程的見解

這些結(jié)論基于對1000個行星系統(tǒng)的新模擬的統(tǒng)計評估，這些行星系統(tǒng)圍繞著太陽狀恒星在原行星盤中演化。這些模擬是伯爾尼大學與MPIA長期合作以從理論角度研究行星起源的最新成果。從隨機的初始條件開始，例如對于氣體和固體物質(zhì)的質(zhì)量，盤的大小以及新行星種子細胞的位置，科學家追蹤了這些系統(tǒng)的生命周期長達數(shù)十億年。“在模擬過程中，行星胚胎收集了物質(zhì)，長成行星，改變了軌道，發(fā)生碰撞或從系統(tǒng)中彈出，” 伯爾尼大學的Christoph Mordasini和該研究論文的合著者描述了模擬過程。模擬的行星系統(tǒng)最終在中心恒星周圍的不同軌道上具有大小，質(zhì)量和成分不同的行星。

MPIA行星形成理論工作組負責人休伯特·克拉爾(Hubert Klahr)解釋說：“這種模擬支持對系外行星系統(tǒng)的研究，因為像冷木星這樣的行星需要大量時間才能在其寬軌道上運行其母星。” 這使得很難通過觀測找到它們，因此尋找系外行星并不能現(xiàn)實地反映出行星系統(tǒng)的實際組成。天文學家更有可能在低質(zhì)量恒星周圍的近軌道上找到高質(zhì)量行星?？死瓲栄a充說：“另一方面，模擬原則上不受這些限制的影響。”