通過圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的大量氣體和塵埃，地球和太陽系的其他七個行星曾經(jīng)與它們的衛(wèi)星并排發(fā)展?？茖W家們相信，對于最近幾十年來發(fā)現(xiàn)的成千上萬顆太陽系外行星，也一定有發(fā)生過。為了獲得更多的見識，天體物理學家使用計算機模擬來研究行星從這種原行星盤形成時的工作過程，例如行星質(zhì)量的增長以及磁場的形成。直到最近，這兩個過程(行星發(fā)展和磁場形成)一直是單獨的研究領域，并在單獨的模型中進行了模擬。但是現(xiàn)在，蘇黎世大學計算天體物理學教授，盧旺達科學基金會項目經(jīng)理Lucio Mayer國家研究行星能力中心以及他的同事鄧洪平博士梅耶(Mayer)的學生和劍橋大學(University of Cambridge)大學講師亨里克·拉特(Henrik Latter)首次成功地將這兩個過程組合成一個模擬。該結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在《天體物理學雜志》上。

二合一

天體物理學家意識到，巨大的旋轉(zhuǎn)物質(zhì)盤中的所謂重力不穩(wěn)定性(GI)在行星的形成中起著決定性的作用。它導致粒子“聚集在一起”，從而使高密度結(jié)構(gòu)(例如螺旋臂)形成。通過這些成簇的結(jié)構(gòu)，這些行星本可以在“僅”幾十萬年甚至更少的時間內(nèi)迅速建立起來。然而，迄今為止，作為研究的重點，一直忽略了重力不穩(wěn)定過程中磁場的影響。借助盧加諾瑞士國家超級計算中心(CSCS)的“ Piz Daint”超級計算機，這些科學家現(xiàn)在已經(jīng)在重力影響和磁場作用下模擬了原行星盤的發(fā)展，從而發(fā)現(xiàn)了一種全新的機制，可以解釋以前無法解釋的觀察結(jié)果。

一種無法解釋的觀察結(jié)果是，今天我們太陽系中的行星旋轉(zhuǎn)的速度遠比必須從其出現(xiàn)的原行星盤慢得多。在形成行星以及恒星和黑洞的過程中，必須損失大量角動量，但他們?nèi)绾螕p失這種動量仍不清楚。這個所謂的角動量問題在天體物理學中是眾所周知的。梅耶說：“我們的新機制似乎能夠解決和解釋這一非常普遍的問題。”