通過(guò)圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的大量氣體和塵埃，地球和太陽(yáng)系的其他七個(gè)行星曾經(jīng)與它們的衛(wèi)星并排發(fā)展?？茖W(xué)家們相信，對(duì)于最近幾十年來(lái)發(fā)現(xiàn)的成千上萬(wàn)顆太陽(yáng)系外行星，也一定有發(fā)生過(guò)。為了獲得更多的見(jiàn)識(shí)，天體物理學(xué)家使用計(jì)算機(jī)模擬來(lái)研究行星從這種原行星盤形成時(shí)的工作過(guò)程，例如行星質(zhì)量的增長(zhǎng)以及磁場(chǎng)的形成。直到最近，這兩個(gè)過(guò)程(行星發(fā)展和磁場(chǎng)形成)一直是單獨(dú)的研究領(lǐng)域，并在單獨(dú)的模型中進(jìn)行了模擬。但是現(xiàn)在，蘇黎世大學(xué)計(jì)算天體物理學(xué)教授，盧旺達(dá)科學(xué)基金會(huì)項(xiàng)目經(jīng)理Lucio Mayer國(guó)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(xué)生和劍橋大學(xué)(University of Cambridge)大學(xué)講師亨里克·拉特(Henrik Latter)首次成功地將這兩個(gè)過(guò)程組合成一個(gè)模擬。該結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。

二合一

天體物理學(xué)家意識(shí)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(dǎo)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(guò)這些成簇的結(jié)構(gòu)，這些行星本可以在“僅”幾十萬(wàn)年甚至更少的時(shí)間內(nèi)迅速建立起來(lái)。然而，迄今為止，作為研究的重點(diǎn)，一直忽略了重力不穩(wěn)定過(guò)程中磁場(chǎng)的影響。借助盧加諾瑞士國(guó)家超級(jí)計(jì)算中心(CSCS)的“ Piz Daint”超級(jí)計(jì)算機(jī)，這些科學(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)在重力影響和磁場(chǎng)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(jī)制，可以解釋以前無(wú)法解釋的觀察結(jié)果。

一種無(wú)法解釋的觀察結(jié)果是，今天我們太陽(yáng)系中的行星旋轉(zhuǎn)的速度遠(yuǎn)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(guò)程中，必須損失大量角動(dòng)量，但他們?nèi)绾螕p失這種動(dòng)量仍不清楚。這個(gè)所謂的角動(dòng)量問(wèn)題在天體物理學(xué)中是眾所周知的。梅耶說(shuō)：“我們的新機(jī)制似乎能夠解決和解釋這一非常普遍的問(wèn)題。”