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        恒星和行星的形成在很大程度上被认为是独立的、连续的过程。 但在一项新的研究中，西南研究所 （SwRI） 的科学家们模拟了一种不同的情景，即行星在恒星形成的最后阶段开始早期发展，而不是像以前假设的那样在这个阶段结束后开始发展。

         在数千颗已知的系外行星中，有大量紧凑的系统，每个系统都有多颗行星在非常靠近它们的轨道上运行中央星。 这与我们的太阳系形成鲜明对比，太阳系没有比水星轨道更近的行星。 有趣的是，在紧凑的系统中，每个系统中行星的总质量相对于宿主恒星的质量在数百个系统中非常一致。 这种共同质量比的原因仍然是个谜。

         博士 Raluca Rufu 博士 位于科罗拉多州博尔德的 SwRI 太阳系科学与探索部门的 Robin Canup 使用高级模拟显示幸存者早期形成的行星与观察到的紧凑系统的多个特征相匹配，包括紧凑的行星轨道和共同的质量比。 早期行星生长也与阿塔卡马大型毫米阵列 （ALMA） 望远镜之前对年轻恒星周围盘的观测一致。

        “致密系统是系外行星科学的一大谜团，”Sagan 研究员、Nature Communications 描述这项研究的主要作者 Rufu 说。 “它们包含多个岩石行星大小相似，就像豆荚中的豌豆一样，并且常见的质量比与我们太阳系行星的质量比非常不同。

         “有趣的是，在紧凑的系外行星系统中看到的公共质量比与我们的气态行星的卫星系统相似。 这些卫星被认为是随着气态行星最终形成而形成的。 这似乎是一个强有力的线索，表明紧凑型系统可能反映了类似的潜在过程，“Canup 说。

         A 恒星形成气体分子云尘埃由于自身的引力而坍塌。 当物质从云中落向中心恒星时，它首先沉积到围绕恒星运行的星际盘中。 在落入结束后，盘会持续存在几百万年，然后其气体才会消散。 行星在盘内形成，从尘埃颗粒之间的碰撞和积累开始，到行星的引力组装结束。

         “传统上，人们认为行星组装是在恒星坠落之后开始的结束。 然而，最近的 ALMA 观测提供了强有力的证据，表明行星吸积或形成可能开始得更早，“鲁夫说。 “我们提出，致密系统是在坠落的最后阶段发生的行星吸积残余物中幸存下来的。”

         新的数值模拟表明，在坠落过程中，生长中的行星会收集岩石物质，而它们的轨道通过与周围盘状气体的相互作用逐渐向内螺旋。 随着行星质量的增加，其向内的轨道迁移加速，因此超过临界质量的行星落入恒星并被消耗。 行星增长和损失之间的这种平衡往往会产生大小相似的行星，其特征质量由落入和盘条件决定。

        “我们发现，在下落过程中吸积的行星可以存活到气盘分散和轨道迁移结束，”Canup 说。 “重要的是，在广泛的条件下，幸存系统的质量与质量成正比为观测到的多行星致密系统相似的质量比提供了第一个解释。

         设想的过程类似于卫星围绕木星等巨行星形成的方式。 卫星生长在围绕行星的圆盘中，该圆盘由来自星际盘的下落气体和尘埃物质提供。 一个关键的区别在于时间：一旦落入停止，月亮形成的盘就会迅速分散，而围绕恒星的行星形成盘可以持续长达几个万年。 这种细微的差异导致紧凑型行星系统的质量比略低于气态行星卫星系统。

         “令人兴奋的是，看到年轻椎间盘的早期组装过程可能在非常不同的规模上以类似的方式进行，”该团队指出。