臺北市立天文科學教育館

近期研究團隊利用最新的資料數據，對於行星的誕生與形成進行電腦模擬，結果出乎天文學家的意料之外，行星的誕生與成長過程與之前所想像的十分不同。天文學界雖然有持續研究行星如何形成，但卻都假設行星本身是球形的。最近有學者團隊對於行星形成過程進行了電腦模擬，研究圍繞著原始恆星旋轉的塵埃圓盤之中的亂流會如何影響行星形成，包括行星的形狀。由最新的模擬結果顯示，行星一開始形成時，有段時間是維持像M&M巧克力糖一樣的扁平圓盤狀。

圖說：電腦模擬結果顯示，由氣態原始行星的極區方向觀察，行星看起來像是球形。但是若從赤道方向觀察，行星看起來就會呈現扁平狀。圖片來源：Science Alert

目前天文學家普遍認為，恆星是由巨大的分子雲中密度較高的塵埃團塊，因擾動與重力塌縮產生恆星，並且在周圍形成繞恆星旋轉的塵埃圓盤。其上的物質會逐漸冷卻，形成行星、衛星、小行星、彗星等天體。對於地球、金星、火星和水星等較小的類地行星，科學家認為它們是由大塊岩石逐漸堆積形成的，這些岩石塊黏在一起並不斷積累，直到最終形成一顆行星。

至於大型氣態行星如何形成，科學家們認為在物質冷卻過程中，可能會發生圓盤不穩定的情況，快速冷卻的圓盤將破裂成塊，在重力作用下凝結並形成行星。這是一個很有吸引力的想法，因為它可解釋為何目前所發現的某些行星大小與產生過程，難以用吸積理論說明。例如與主星不成比例的超大行星、軌道間隔太寬的行星、在過短時間內形成的大型行星。

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圖說：由電腦模擬所展示，在原始恆星四周的物質圓盤不穩定的情況下，誕生了4顆原始行星。其中恆星、行星位置以灰色點標示，物質密度較高的區域以紅色標示。圖片來源：Science Alert

研究團隊藉由超級電腦的高速運算能力，模擬在圓盤不穩定的情況下，行星的誕生與成長過程。結果顯示大型氣態行星在旋轉形成時會先變成扁平狀，之後物質再逐漸聚積在離心力較小的兩極上，最後行星才會成長為接近球形。研究團隊希望接下來更多對於系外行星的觀測結果，能夠支持這個理論的假設。（編輯／蔡承穎）

資料來源：Science Alert