15倍木星質(zhì)量的行星，怎么長出來的？

一顆比木星重15倍的巨行星，正在挑戰(zhàn)天文學家對行星誕生的認知。韋布望遠鏡的最新發(fā)現(xiàn)，可能改寫我們對"行星"和"恒星"界限的理解。

一顆"跨界"的巨行星

天鵝座29 b（29 Cygni b）距離地球133光年，質(zhì)量約為木星的15倍。這個數(shù)字很關鍵——它正處于行星與褐矮星（質(zhì)量不足點燃核聚變的"失敗恒星"）的分界線上。

更反常的是它的軌道：與恒星的平均距離約24億公里，相當于天王星到太陽的位置。這種"遠距巨行星"的配置，讓研究團隊嗅到了不尋常的氣息。

項目負責人、馬克斯·普朗克天文研究所的拉爾斯·布赫哈韋（Lars Buchhave）團隊選擇用韋布望遠鏡的近紅外相機（NIRCam）直接對它成像。這是四顆目標行星中的第一顆，后續(xù)三顆質(zhì)量介于1至15倍木星質(zhì)量，軌道均在150億公里以內(nèi)。

兩種誕生方式的博弈

行星形成的主流理論有兩條路徑。"自下而上"：巖石和冰的微小團塊先聚合出固態(tài)核心，再吸附氣體，類似滾雪球。"自上而下"：原行星盤中致密的氣體和塵埃區(qū)域直接坍縮，和恒星本身的形成機制相同。

15倍木星質(zhì)量的天體，按常理更可能走"自上而下"的路子——質(zhì)量太大，核心吸積說似乎力不從心。

但韋布望遠鏡傳回的數(shù)據(jù)指向了相反方向。

研究團隊探測了被二氧化碳和一氧化碳吸收的光線，測得天鵝座29 b大氣中比氦更重的元素（天文學稱"金屬"）豐度約為地球的150倍，甚至高于其母恒星。

「這意味著這顆行星在形成過程中，大量吞噬了富含金屬的物質(zhì)團塊。」布赫哈韋解釋道。這種"貪婪"的金屬攝取行為，是核心吸積（自下而上）的典型特征。

另一個關鍵證據(jù)：行星軌道平面與母恒星自轉(zhuǎn)方向一致。這強烈暗示它確實誕生于原行星盤內(nèi)部，而非盤外某處坍縮形成后再被捕獲。

邊界正在模糊

天鵝座29 b的處境很微妙。它的質(zhì)量符合"自上而下"的門檻，軌道距離和金屬豐度卻支持"自下而上"。

這種矛盾恰恰讓它成為完美的"探針"——如果這么大的行星也能通過核心吸積形成，那么行星與恒星之間的質(zhì)量界限，可能比想象中更模糊。

研究團隊還有三顆同類行星待觀測。它們的表面溫度在530至1000攝氏度之間，形成余熱未散，大氣化學成分應較為相似。系統(tǒng)性對比將揭示：天鵝座29 b的"貪婪"是特例還是普遍現(xiàn)象。

這項成果已于4月14日發(fā)表于《天體物理學雜志快報》。后續(xù)數(shù)據(jù)可能證明，銀河系最重的行星并非"小恒星"，而是放大版的木星——用同樣的積木，搭出了不同的規(guī)模。