巨行星形成时间可能显著短于传统预期的机制主要涉及以下关键因素：1. **行星迁移对物质吸积效率的提升** 扩展后的核心吸积模型显示，迁移过程中行星不会完全耗尽其"摄食区"的

这些发现发表于《天体物理学杂志》特刊的12篇论文中，属于ALMA大型观测计划"原行星盘气体演化巡天计划（AGE-PRO）"的组成部分。AGE-PRO通过观测30个类太阳恒星周围的行星形成盘，测量了不同演化阶段的盘气体质量。研究显示这些盘中的气体与尘埃成分以不同速率演化。

据项目首席研究员、威斯康星大学麦迪逊分校的张可介绍，此前ALMA观测聚焦于盘内尘埃演化，而AGE-PRO首次追踪了气体演化过程，提供行星形成盘整个生命周期中气体盘质量与尺寸的首批系统测量数据。

"现在我们同时掌握了气体和尘埃的演化信息，"亚利桑那大学行星科学教授、AGE-PRO三位联合首席研究员之一的伊拉里亚·帕斯库奇表示，"观测气体更具挑战性，需要大量观测时间，这正是我们必须开展此类大型计划才能获得统计学显著样本的原因。"

原行星盘围绕主恒星旋转数百万年，期间气体与尘埃不断演化消散，这为巨行星形成设定了时间框架。盘的初始质量、尺寸以及角动量深刻影响着可能形成的行星类型——气态巨行星、冰巨星或迷你海王星——以及行星迁移路径。盘内气体的存续时间决定了尘埃颗粒生长为小行星级天体、行星形成乃至行星迁移的时标。

该调查最令人惊奇的发现之一是：随着盘年龄增长，气体与尘埃消耗速率存在差异，导致气尘质量比在演化过程中发生显著变化。与长时间滞留盘内的尘埃不同，气体在年轻阶段快速消散，随后消散速度逐渐减缓。换言之，行星形成盘在年轻时期会流失更多气体。

张可指出，最令人意外的发现是：尽管多数盘在数百万年后消散，那些存留下来的盘却含有比预期更多的气体。这表明类木星气态巨行星的形成窗口期比岩质行星更短。

ALMA独特的灵敏度使研究人员能够利用微弱分子谱线研究盘内冷气体——这些光谱特征波长如同"指纹"，可识别不同气体分子种类。作为首个大规模化学调查，AGE-PRO选取了三个恒星形成区（年龄从100万至600万年）的30个行星形成盘：蛇夫座（最年轻）、天狼座（1-300万年）和上蝎座（最古老）。通过ALMA，该计划获得了关键演化阶段（从形成初期到最终消散）盘内气体与尘埃质量的示踪数据。这些数据将构建成涵盖不同演化阶段盘的大样本谱线观测遗产数据库。

月球与行星实验室博士生邓鼎山作为其中一篇论文的第一作者，负责天狼座恒星形成区（拉丁语"狼"）的数据归约工作——将射电信号转换为盘的可见光图像所需的分析处理。

"得益于这些新型长期观测数据，我们不仅能够估算该区域最明亮、研究较充分的盘气体质量，还包括更小更暗的盘，"他表示，"通过在多个先前未检测气体的盘中发现气体示踪物，我们现已获得涵盖天狼座恒星形成区各种质量盘的优质研究样本。"

帕斯库奇补充道："我们耗费数年时间才确定正确的数据归约方法和分析流程，最终生成这篇气体质量研究论文以及合作组其他多篇论文中使用的图像。"

一氧化碳是原行星盘最常用的化学示踪剂，但要精确测量盘气体总质量，还需其他分子示踪剂。AGE-PRO使用星际云中作为氮气指示剂的N₂H⁺（重氮离子）作为补充示踪剂，显著提升了测量精度。ALMA的观测设置还捕获了包括甲醛、氰甲烷及多种含氘分子（氢同位素）在内的其他分子光谱信号。

"另一个意外发现是，不同质量盘的气尘质量比趋向一致的程度远超预期，"邓鼎山指出，"这意味着不同尺寸盘的这一比值更为相似，而现有文献认为小质量盘可能更快失去气体。"

本研究获得美国国家科学基金会、欧洲研究理事会、亚历山大·冯·洪堡基金会和智利国家科学与技术发展基金等机构资助。完整资助信息请参阅研究论文。