本是同根生，科學家提類地行星與超級地球形成的統一理論

和地球一樣由岩石構成的超級地球如何形成？為什麼同系統內的多顆超級地球會那麼相似？現在一項有關岩石行星形成的新理論，能同時解釋超級地球與類地行星的起源。

超級地球是一類比地球大幾倍的系外行星，也是銀河系數量最多的行星類型，隨著過去 10 年我們對系外行星的觀測累積，明顯我們需要一套能同時解釋太陽系類地行星、其他星系超級地球形成的標準理論。

目前認為行星系統期始於旋轉的大型氣體塵埃盤，其中大部分氣體聚集在系統中心的恆星，而固體物質則慢慢聚結成小行星、彗星、行星和衛星等，在太陽系中，有 2 種​截然​不同類型的行星：距離太陽較近也較小的岩石行星，以及距離太陽較遠又較大的氣態巨行星。

過去二分法提出，太陽系行星可能形成自原行星盤的 2 個不同環，內環形成岩石行星，外環形成質量更大的巨行星。後來，科學家開始找到超級地球的存在，這種天體質量比地球大 10 倍、看起來像氣態巨行星，軌道經常被發現於靠近恆星的地方，說明它們是從更遠的軌道遷移到當前位置。

然而越來越多觀察表明，大多數超級地球就像地球一樣由岩石構成，且雖然存在各種超級地球，但所有超級地球在行星系統內的軌道間距、大小、質量與其他關鍵特徵往往非常相似，就像有個製造同規格的行星工廠一個接一個噴出超級地球，成為舊模型無法解釋的缺口。

▲ 科學家想提出岩石行星形成的統一理論。（Source：pixabay）

是否有什麼單一過程既能產生太陽系的岩石行星、又能產生均勻的超級地球系統？

2020 年時，加州理工學院行星科學教授 Konstantin Batygin 與蔚藍海岸天文台天文學家 Alessandro Morbidelli 一篇論文曾提出木星四大衛星（木衛一～木衛四）形成的新理論，現在他們意識到同一套機制也可以延伸至行星系統。

從本質上講，特定範圍的塵埃顆粒被拖向主星的力，與氣體攜帶這些顆粒向外流動的力相互抵消，塵埃顆粒向內盤旋，但蒸氣會向外盤旋，因此蒸氣變成固體物質的地方就是物質積累處，隨著時間推移就生產出幾個大小相似的岩石行星。隨著行星變大，它們與圓盤的相互作用會再漸漸靠近恆星。

如果岩石環質量大，就會形成類似超級地球的系統；如果環的質量小，就會產生看起來更像太陽系類地行星的系統。新論文發表在《自然天文學》（Nature Astronomy）期刊。