形成行星是對年輕恒星周圍的氣體和塵埃盤中觀察到的環(huán)和間隙的一種可能解釋。但是這一理論難以解釋為什么很少發(fā)現(xiàn)與環(huán)相關的行星。新的超級計算機模擬顯示，在形成一個環(huán)之后，行星可以轉(zhuǎn)移遷徙并留下這個環(huán)。

這不僅支持了行星環(huán)形成的理論，而且模擬顯示，一個遷移的行星可以產(chǎn)生各種與在星盤中實際觀察到的相匹配的模式。

由ALMA觀測到的原行星盤(左)，以及由ATRUI II模擬得到的行星遷移期間的原行星盤(右)。模擬中的虛線代表行星的軌道，灰色區(qū)域表示模擬的計算域沒有覆蓋的區(qū)域。

年輕的恒星被氣體和塵埃的原行星盤所包圍。世界上最強大的射電望遠鏡陣列之一，ALMA(阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列)已經(jīng)在這些原行星盤中觀察到了密度較大和密度較小的環(huán)和間隙的各種模式。行星盤中形成的行星的引力效應是解釋這些結(jié)構(gòu)的一個理論，但是尋找環(huán)附近的行星的后續(xù)觀測基本上沒有成功。

在這項研究中，來自日本茨城大學、工學院大學和東北大學的一個團隊使用世界上最強大的天文學專用超級計算機，即日本國家天文臺的ATRUI II來模擬一個行星遠離其最初形成地點的情況。他們的結(jié)果顯示，在低粘度盤中，在行星初始位置形成的環(huán)不會隨著行星的向內(nèi)遷移而移動。該小組確定了三個不同的階段。在第一階段，初始環(huán)在行星向內(nèi)移動時保持完整。在第二階段，初始環(huán)開始變形，第二個環(huán)開始在行星的新位置形成。在第三階段，最初的環(huán)消失了，只剩下后一個環(huán)。

ATERUI II在這些模擬中發(fā)現(xiàn)的環(huán)的形成和變形的三個階段(頂部)與ALMA觀測到的真實例子(底部)的比較。模擬中的虛線代表行星的軌道，灰色區(qū)域表示模擬的計算域沒有覆蓋的區(qū)域。在上排，模擬的原行星盤從左到右顯示了行星遷移開始時(第一階段)、行星遷移中(第二階段)和行星遷移結(jié)束時(第三階段)的情況。

研究結(jié)果有助于解釋為什么很少在外環(huán)附近觀察到行星，而且模擬中確定的三個階段與在實際環(huán)中觀察到的模式很吻合。來自下一代望遠鏡的更高分辨率的觀測，將能夠更好地搜索靠近中心恒星的行星，將有助于確定這些模擬與現(xiàn)實的匹配程度。

關鍵詞： 行星 遷徙 計算機 模擬顯示