顛覆行星形成理論，韋伯望遠鏡觀測到流浪行星自組新系統

並非所有行星都需依賴母恆星而生。根據韋伯太空望遠鏡新觀測，一些孤獨流浪在星際空間的巨行星在沒有母星引導前提下，也能自主積聚物質形成自己的夥伴，此發現進一步挑戰現有行星系統形成理論。

目前科學界最廣泛接受的行星形成理論是「原行星盤模型」（Protoplanetary Disk Model），優雅地解釋了太陽系、其他恆星周圍觀測到的大多數行星系統共同特徵。

簡單來說，行星誕生於恆星周遭的原行星盤「育兒園」，首先微米級塵埃透過靜電力和凡得瓦力相互黏附，像滾雪球一樣逐漸長成卵石級微行星，接著微行星之間透過引力碰撞合併，直到原行星盤內出現數十～數百個「贏家」：從微行星成長為質量相當於月球～火星的原行星（Protoplanets） 或稱「行星胚胎」，這些天體引力已能主宰軌道附近區域。

接著根據原行星盤內所處位置，原行星會蛻變成 2 種截然不同的行星：靠近系統內側的原行星經歷數千萬年猛烈碰撞和合併，最終形成幾顆較大的岩石行星；靠近系統外側的原行星先形成巨大固體核心，然後開始瘋狂吸積周圍氫氣和氦氣形成厚重大氣層，最終形成氣態巨行星、冰巨行星。

該模型得到大量觀測證據支持，但最近韋伯太空望遠鏡卻發現 1 顆孤獨流浪的巨大行星，似乎在沒有恆星的情況下形成自己的行星系統。

▲ 韋伯望遠鏡觀測到流浪行星周圍存在類似原行星盤的盤狀結構。

流浪行星指不圍繞任何恆星公轉的行星，獨自一人在浩瀚星際空間自由漂浮，理論認為這些「流浪行星」主要有 2 種來源：

1. 被母星系「踢」出的行星：行星系統形成早期，行星之間引力交互作用非常劇烈，質量較小的行星可能被較大行星（特的強大引力「彈射」出去，最終完全擺脫母星系引力束縛，從此開始在星際空間孤獨流浪。
2. 失敗的恆星：一小團星際氣體雲在自身引力下坍縮，但氣體雲質量太小了，核心不足以點燃核融合反應成為一顆恆星，最後形成一個獨立、具行星質量的棕矮星，從未屬於任何恆星系統。

研究團隊利用韋伯望遠鏡，在 2024 年 8～10 月觀測 8 顆年齡僅數百萬年的年輕流浪行星，質量都與木星相當，結果發現其中 6 顆流浪行星周圍顯現溫暖塵埃產生的紅外輻射，表明周圍存在由氣體塵埃組成的盤狀結構，與圍繞嬰兒恆星的原行星盤情況類似。

更令人興奮的還在盤狀結構內檢測到矽酸鹽顆粒，這是塵埃聚集結晶的初期跡象，反過來說，是形成岩石行星的早期階段。

綜上所述，這些巨大行星即使缺少母恆星引導，似乎也能積聚足夠物質並形成自己的夥伴，組成新家園。

研究人員表示，這種現象完全顛覆我們對行星形成的既有認知，需進行更多觀測證明系統真實程度，期待未來能觀測更多類似流浪行星，進一步探討形成機制。

新論文發表在《天文期刊》（The Astronomical Journal）。

• James Webb Space Telescope finds giant, lonely exoplanets can build their own planetary friends without a parent star

（圖片來源：AI 生成）

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