宇宙一團巨大的氣體雲在自身引力的作用下發生了坍縮，這時候年輕的恆星就會在此誕生，隨即行星的形成過程也會開始演化了。但是這並不是所有氣體雲的形成過程都如此按部就班，天文學家已經發現了一種新的形「製造」機制，揭示了為什麼有些「嬰兒」恆星周圍可能無法演化出行星，而另外一些恆星周圍卻充滿了恆星。傳統意義上認為一顆「嬰兒」恆星在其演化過程中會在其周圍出現原始行星盤，不斷地聚攏氣體等物質，通過漫長的吸積過程將氣體和塵埃旋轉聚集，並最終將這些原料「製造」出各種井然有序、形態迥異的外星世界。 


 

原始物質盤猶如一個巨大的「胎盤」

對於一個理想的行星系統而言，每個行星世界的軌道與主恆星之間存在著一定的間隔。然而，一個系外行星「狩獵」觀測站發現太陽系外的行星世界存在各種奇特的情況，顯然它們不遵守秩序。一組天文學家近日認為他們可能找到了這個謎團的答案，通過模擬行星系統的形成過程後，觀察到那些不遵守秩序的系外行星如何在新的「製造」機制下扮演重要的角色，並將模擬結果與實際觀測進行了比較。

據亞利桑那大學月球和行星實驗室助理教授伊拉裡亞帕斯庫奇（Ilaria Pascucci）介紹：我們的研究結果顯示行星在年輕恆星周圍的軌道分佈並不是非常流暢，相反會出現行星「荒漠」，即一顆行星都不存在，而有時候在特定位置還可出現「連環撞車」。相關的結果也發表在3月19日於德克薩斯州舉行的月球和行星科學大會上。那麼「行星荒漠」與「連環撞車事故」是如何形成的呢？在年輕的「嬰兒」恆星誕生後，在其周圍會出現旋轉的氣體雲，隨著時間的推移，這些氣體雲會逐漸形成扁平狀，進而演化出類似盤狀的行星盤，而行星就會在其中誕生。

然而，在這一切發生之前，引力牽引與「拔河」會在原始行星雲與塵埃中上演。「嬰兒」恆星卻以原始行星盤上物質「為食」，逐漸增加自己的質量並產生強大的引力場而拉攏更多的物質。與此同時，「嬰兒」恆星發出能量強大的輻射將原始行星盤推離，高效地將正在落入恆星的氣體和塵埃滯留以一定的間隔，在某個時刻時，向外輻射的推動力與恆星引力之間達到了平衡點，這樣便將「嬰兒」恆星周圍的區域清理乾淨了。這個理論很好的揭示了在形成期內所發生的事件。但是帕斯庫奇助理教授的研究團隊同時也指出「嬰兒」恆星所產生的強大輻射也具有熱效應，同樣會作用於原始行星盤上。

英國萊斯特大學的研究人員理查德·亞歷山大（Richard Alexander）認為：在非常靠近恆星的行星盤物質具有非常高的溫度，在強大引力與輻射推動力的作用下，它依然會處於一個穩定的位置，而原始行星盤上的引力較弱的區域，被加熱的氣體就會逃逸到宇宙空間中。亞歷山大同時也是本項研究的合著者。這個現象的天文學上被稱為光致蒸發，也意味著「嬰兒」恆星系統中的質量出現了損失。如果遠離光致蒸發區域，恆星的能量輻射太弱而不足以加熱物質，因此這個現象僅在距離「嬰兒」恆星較近的的原始行星盤上發生。

帕斯庫奇與亞歷山大指出一顆類似於太陽級別的恆星，其光致蒸發區域位於一至兩個天文單位（一個天文單位為地球到太陽的距離），這是一個非常有趣的結果。隨著時間的推移，巨大質量的行星會在「嬰兒」恆星周圍形成，但這些行星仍然被植入原始行星盤上的物質。而新生的恆星可通過引力「製造」出一些原始行星盤上的物質，新產生的物質會「拖綁」行星盤上物質的旋轉，減緩其軌道的動量。

這時候，當原始行星盤上的物質旋轉速度逐漸下降後，便會失去它們的軌道而越來越靠近「嬰兒」恆星並最終落入其中，行星遷移的過程也使得巨大質量的行星朝著光致蒸發的區域前進。因此，「嬰兒」恆星周圍的行星便會出現「連環撞車」，這種分佈不均勻的現象已經在我們所發現的許多行星系統中存在。隨著凱卜勒系外行星探測器探索任務的繼續，位於類太陽恆星一個天文單位之內的巨型氣態行星將變得更加不穩定