随着行星系统的演化，行星之间引力的相互作用会将其中一些行星抛入围绕宿主恒星的偏心椭圆公转轨道，甚至将它们抛出整个系统。尽管较小的行星可能更容易受到这种引力驱散作用的影响，但是科学家却观察到许多系外气态巨行星也具有类似的偏心轨道。尽管质量较大的行星的惯性会使其更难脱离其初始轨道，但令人惊讶的是，质量最大的行星往往是离心率最高的行星。
据美国“科学日报网”10月30日消息称，这一反直觉的观察结果促使美国加州大学圣克鲁斯分校（UC Santa Cruz）的天文学家们利用计算机模拟实验探索了行星系统的演化过程，并将相关研究结果发表于《天体物理学杂志通讯》中。他们发现，在大质量行星系统的演化过程中，巨行星撞击阶段起着至关重要的作用，它会导致多个轨道接近于中心的巨行星产生碰撞导致的增长。
论文第一作者、该校天文学与天体物理学专业的研究生Renata Frelikh解释道：“比起较小的行星，单个巨行星并非那么容易被驱入偏心轨道。然而，如果有多个靠近宿主恒星的巨行星在一起，它们之间引力的相互作用，则更有可能将它们驱散到偏心轨道中。”
Frelikh对各种不同的行星系统进行了数百次模拟实验，基于10颗在圆形公转轨道上运行的行星，每一次实验会改变该系统的初始总质量和单个行星的质量。在这些系统长达2000万年的模拟演化过程中，动力学状态的不稳定性会导致行星碰撞和合并，从而形成更大的行星。另外，行星引力的相互作用会在将一些行星抛出的同时，将另一些行星驱散到偏心轨道上。
Frelikh展望道：“我们预测，质量最大的巨行星将由离其宿主恒星1到8个天文单位（AU，即地球到太阳的距离）之间的若干小型气态巨行星合并而成。通过研究系外行星，我们发现了一些体积非常大的系外行星，其质量接近木星的20倍。只有经历大量的碰撞，才能形成这样的巨行星。因此，我们能够在模拟实验中看到巨行星撞击阶段，是一件很有趣的事。”
科界原创 编译：朱明逸 审稿：阿淼 责编：雷鑫宇
期刊来源： 《天体物理学杂志通讯》
期刊编号： 0004-637X
原文链接：
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191030132730.htm
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