“水银”式卫星探测突破：JWST揭示HR 8799行星通过核心累积形成——重塑外星气体巨星起源理论
气体巨星：以氢、氦为主，核心密集但无硬表面。
HR 8799：距离地球约133光年，佩加索星座内的年轻恒星（约30 Myr），周围环绕四颗质量为 5–10 M_Jup 的巨大行星。
形成争议：核心累积（core‑accretion）与引力不稳定（gravitational‑instability）两大模型，迄今仍缺乏直接观测证据。
2. JWST的“光谱探针”采用 James Webb Space Telescope (JWST) 的 NIRSpec IFU 中等分辨率模式（3–5 µm），首次在距离恒星 15–70 AU 处的行星大气中捕获到 uusi 细微特征。
JWST 拥有“太空最高分辨率光谱仪”，无地球大气分子干扰，能够对极其微弱的行星光信号（比恒星亮度低 ~10^4 倍）进行精准提取。
3. 新数据分析与模型创新关键人物
角色
贡献
Jean‑Baptiste Ruffio（UC San Diego）
研究科学家、首位合著者
开发针对极低信噪比的新数据提取方法，提炼出行星光谱
Jerry Xuan（UCLA）
51 Peg b Fellow
构建高分辨率大气模型，检验硫化物存在
Quinn Konopacky（UC San Diego）
天文学与天体物理学教授、合著者
评述结果对核心累积模型的冲击
Jean‑Baptiste Ruffio
研究科学家
强调 HR 8799 的独特性及其对“行星‑棕矮星”过渡的意义
4. 关键发现：硫化物的“核心累积印记”硫（S） 是“耐火”元素，只存在于成星盘的固态尘埃中。其出现直接指示行星是通过 核心累积 过程形成的。
在 HR 8799 c（系统中第三颗行星）中检测到 硫化氢（H₂S），并推测三颗内侧行星均含硫。
行星大气中碳、氧等重元素丰度高于宿主星，进一步证实它们是“真正的行星”。
“JWST 的数据质量堪称革命性，现有的大气模型不再足够。通过迭代化学与物理参数，我们首次在这些遥远行星上识别出硫化氢。” – Jerry Xuan
5. 对行星形成理论的冲击核心累积模型：早期模型认为如此巨大质量与广阔轨道难以通过核心累积形成。
最新核心累积模型：支持气体巨星可在远离恒星（> 50 AU）处形成坚固核心并快速吸积气体。
研究结论：HR 8799 行星的硫化物特征表明它们的形成方式与木星相同——即使质量是其 5–10 倍，核心累积机制仍能奏效。
“这揭示了旧的核心累积模型已经过时，新的模型必须允许在更远距离形成巨型核心。” – Quinn Konopacky
6. 未来的关键问题行星上限：行星能否达到 15–30 M_Jup 而仍遵循行星形成机制？
过渡点：何处是气体巨星与棕矮星形成的分界？
HR 8799 独特性：目前已知的四颗巨大行星系统中唯一期图系统，提供极具价值的样本。
7. 结语本研究首次用 JWST 光谱证实多颗遥远巨大行星通过核心累积方式形成，为“气体巨星”与“棕矮星”起源的天文学争议提供了新证据。后续工作将继续深化对更大质量行星的探测与建模，探索行星形成与星体不聚变的边界。
“如果能在更大质量（15–30 M_Jup）范围内仍确认核心累积的迹象，将彻底改变我们对行星与棕矮星关系的认识。” – Jean‑Baptiste Ruffio
勇编撰自论文"Jupiter-like uniform metal enrichment in a system of multiple giant exoplanets".Nature Astronomy.2026相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。