GJ3512b：理论上应该不可能存在的行星

瑞士伯恩大学（University of Bern）天文学家Christoph Mordasini等人与CARMENES西班牙德国联合研究联盟，意外在红矮星GJ 3512旁发现一颗巨行星，其质量比理论模型预测红矮星旁可拥有的行星质量还大许多，这些天文学家感到相当意外，直呼它是颗不可能存在的行星。

GJ 3512距离地球约30光年，质量仅太阳的1/10。理论上，这种大小的红矮星只会拥有约地球或超级地球大小的行星，但近期发现它有一颗系外行星GJ 3512b，质量几乎是木星的一半，也就是说，至少是理论中GJ 3512的行星应有质量的10倍以上。

CARMENES致力于在最小的恆星周围搜寻系外行星。为达到此目的，他们建造一座新仪器，一台红外光谱仪，装设在西班牙南部海拔2100公尺高的卡拉阿托天文台（Calar Alto Observatory）中。红外光谱资料显示：这颗恆星会规律的接近地球又远离地球，显然有颗绕著它转的伴星在拉扯它，而且这颗伴星的质量不会太小。由于这个发现太过意外，CARMENES联盟联繫在行星形成理论领域相当专业的Mordasini研究团队，讨论这个伴星是巨行星的可能性。相关论文发表在「科学（Science）」期刊中。

Mordasini等人的行星形成和演化模型预测：在小型恆星周围会形成大量小型行星，例如和GJ 3512差不多大的著名Trappist-1系统，就含有7颗质量与地球相当或比地球小的行星，观测事实与Mordasini等人的理论预测相符。但这个理论预测对GJ 3512系统就不灵光了。他们认为其中一项可能的原因是理论模型中的行星形成机制，所谓的核积聚（core accretion）导致的。一般认为行星是从小天体逐渐累积长大到行星这样的质量等级，Mordasini等人称之为「下而上过程（bottom-up process）」。

或许GJ 3512b这颗巨行星是在不同的形成机制下诞生的，称之为「重力塌缩（gravitational collapse）」。在恆星周围的气体盘中，行星是因自身重力直接收缩形成的，这是所谓的「上而下过程（top-down process）」。但即使是这个解释，仍有无法解释的问题，例如：为何行星GJ 3512b没继续长大，并迁移到离母恆星比较近的地方？你一定会期望：气体盘的质量足以让它在重力作用下变得不稳定，从而让行星能继续长大的同时还向恆星接近。因此，系外行星GJ 3512b是个非常重要的发现，让天文学家能釐清在低质量恆星周围的行星究竟是如何形成的。（编译/张桂兰）

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