摘要：近年来，天文学家们以前所未有的频率探测到穿越我们太阳系的“星际访客”，例如神秘的雪茄状天体“奥陌陌”（'Oumuamua）和后来的彗星2I/Borisov。这些来自遥远恒星系统的流浪者，一度被视为宇宙中的孤独过客。然而，一项开创性的新理论提出，这些天体或许扮演

近年来，天文学家们以前所未有的频率探测到穿越我们太阳系的“星际访客”，例如神秘的雪茄状天体“奥陌陌”（'Oumuamua）和后来的彗星2I/Borisov。这些来自遥远恒星系统的流浪者，一度被视为宇宙中的孤独过客。然而，一项开创性的新理论提出，这些天体或许扮演着一个远比我们想象中更为重要的角色：它们可能是宇宙的“播种者”，通过为新生的恒星系统提供现成的行星“种子”，从而解决了困扰天体物理学界已久的关于巨行星如何快速形成的重大难题。

这一假说由德国马克斯·普朗克射电天文学研究所的天体物理学家苏珊娜·普法尔兹纳（Susanne Pfalzner）及其团队提出，并在欧洲行星科学大会上发表。该理论认为，年轻恒星周围由气体和尘埃构成的“原行星盘”能够有效捕获这些星际天体。这些被捕获的“外来户”一旦进入系统，便可以作为行星形成的引力核心，极大地加速了从微小尘埃到庞大行星的演化进程。如果这一模型得到证实，它不仅将重塑我们对行星诞生的理解，更将揭示一个惊人的事实：宇宙中的恒星系统并非孤立的岛屿，而是一个通过物质交换而相互关联的庞大生态系统。

要理解普法尔兹纳理论的革命性，首先需要了解当前行星形成理论所面临的困境。长期以来，被广泛接受的“核心吸积”（Core Accretion）模型描绘了一幅循序渐进的画面：在年轻恒星周围旋转的原行星盘中，微米级的尘埃颗粒通过静电引力相互碰撞、粘连，逐渐形成厘米级的卵石，再到米级的砾石，最终滚雪球般地汇聚成公里级的“星子”（planetesimals）。这些星子是行星的基石，它们通过引力吸引继续合并，最终形成岩石行星的核心。对于气态巨行星而言，当这个核心长到足够大（约10倍地球质量）时，它便能以惊人的速度吸引周围盘中的氢和氦等气体，形成厚厚的大气层。

然而，这个看似完美的理论在解释巨行星的形成时，遇到了两个难以逾越的障碍。第一个是“米级障碍”（Meter-Size Barrier）。计算机模拟显示，当物体长到一米左右大小时，它们会受到原行星盘中气体的强大阻力，导致其在数百年内就以螺旋线的方式坠入主恒星。同时，它们之间的碰撞也更倾向于相互摧毁而非合并长大。第二个，也是更关键的，是“时间尺度问题”（Timescale Problem）。观测表明，原行星盘的寿命通常只有短短几百万年，之后便会被恒星风和辐射吹散。对于像木星这样的气态巨行星，通过核心吸积模型从零开始构建一个巨大的核心，所需的时间往往远超这个期限。换言之，在“建材市场”关门之前，行星“施工队”根本来不及完成地基的建设。

这一悖论促使科学家们提出了另一种替代理论——“引力不稳定性”（Gravitational Instability）模型，该模型认为原行星盘中某些密度较高的区域可能在自身引力作用下直接坍缩，迅速形成一个巨大的气态行星。尽管该模型能解释速度问题，但它却难以解释为何许多巨行星的轨道离其主恒"星较近，也无法很好地说明行星核心的存在。因此，关于巨行星如何快速“速成”的谜题，始终是天体物理学界的一片乌云。

普法尔兹纳的“宇宙播种”假说为此提供了一个优雅且极具吸引力的解决方案。该理论的核心观点是：行星形成无需完全从零开始，宇宙本身就提供了一批“预制件”。随着“奥陌陌”和2I/Borisov的发现，科学家们认识到，星际空间中充斥着大量在形成早期被从各自母星系中抛射出来的星子、彗星甚至原行星。这些天体以极高的速度在星系中穿行，数量可能远超我们想象。

当这些星际天体偶然闯入一个年轻的、拥有原行星盘的恒星系统时，奇妙的事情发生了。根据普法尔兹纳团队的计算机模型，原行星盘中的气体和尘埃会对高速飞行的星际天体产生类似“空气刹车”的阻力效应。如果角度和速度合适，这种阻力足以使其减速到无法再逃脱该系统恒星的引力束缚，从而被成功“捕获”。

一旦被捕获，这个已经达到公里级甚至更大的星际天体就相当于一个完美的行星“种子”。它成功跳过了核心吸积模型中最困难、最耗时的早期增长阶段。作为一个现成的引力中心，它可以立即开始高效地吸积周围盘中的尘埃、气体和其它小天体，迅速壮大。这极大地缩短了形成一个巨行星核心所需的时间，完美地解决了“时间尺度问题”。这个过程就像是在建筑工地上直接投放了一个预制的核心地基，大大加快了后续的建设速度。

更重要的是，该模型能够解释一些关键的观测现象。例如，天文学家发现，像木星这样的气态巨行星在质量较小、温度较低的M型矮星周围极为罕见，但在质量更大、更热的类太阳恒星周围则更为普遍。普法尔兹纳的理论对此的解释是：质量越大的恒星，其原行星盘也往往更巨大、更密集，因此对星际天体的捕获效率也更高。更高的捕获率自然意味着有更多机会“播种”出一颗巨行星。

“宇宙播种”假说的影响是深远且激动人心的。它从根本上挑战了我们将太阳系视为一个封闭、孤立系统的传统观念。如果该理论为真，那么宇宙中的行星系统就是一个开放的网络，不断地通过交换物质来相互影响。这意味着，构成遥远行星的物质，其源头可能来自银河系的另一端。从更哲学的层面思考，我们地球上的某些稀有元素，甚至构成生命的有机分子，在理论上也可能搭乘着某个星际“播种者”的便车，从一个古老的、早已消亡的世界来到了我们这里。

当然，任何科学理论都需要经过严格的检验。普法尔兹纳的假说目前仍处于理论建模阶段。验证它的关键在于确定星际天体在银河系中的真实数量密度。幸运的是，随着维拉·鲁宾天文台（Vera C. Rubin Observatory）等下一代巡天望远镜的投入使用，预计天文学家每年将能发现数十甚至上百个新的星际天体。这些海量的数据将能帮助科学家精确计算出星际天体的“流量”，从而检验是否有足够多的“种子”来支持这一理论。

普法尔兹纳和她的同事目前正致力于进一步的模拟，研究被捕获的星际天体在原行星盘中的具体分布情况，以及它们最终能形成多大行星的概率。尽管前路漫漫，但这一大胆的设想已经为我们观察宇宙提供了一个全新的视角。那些曾经被认为是孤独的宇宙流浪者，如今可能被赋予了宇宙建筑师的崇高身份，它们的每一次 случайная的闯入，都可能是一次创造新世界的伟大尝试。

来源：人工智能学家