木星缩小了一半！

木星的体积曾是今天的2至2.5倍。

朱诺探测器拍摄的木星及其大红斑。

Kevin M. Gill / NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS

木星对太阳系的演化至关重要。根据现有理论，46亿年前木星的形成及其强大引力场，对其他太阳系行星轨道和太阳系气体尘埃盘形态的确定，以及星子的分布和主小行星带的形成，都起到了关键作用。木星在生命的起源过程中也扮演了自己的角色，它吸纳了大量本来可能会与地球相撞的小行星。

认识木星的形成史，对于认识早期太阳系演化过程十分重要。近日，加州理工学院行星科学、天体物理学教授Konstantin Batygin和密歇根大学物理学教授Fred C. Adams的一篇论文在《自然：天文学》杂志上刊发。文中阐述了他们的一项针对木星原始状态的研究。他们发现，太阳系原行星盘首批固态物质出现后仅大约380万年时，木星的体积曾是今天的2至2.5倍，磁场强度曾是今天的大约50倍。

在天体力学中，科学家普遍将太阳系演化完全归因于木星和太阳的相互影响。而随着观测数据的累积，木星在太阳系结构形成过程中的地位正在不断提高。因此木星起源及其结构演化的完整过程，被视为是太阳系早期演化史中的一个关键性里程碑。但其中的细节和木星演化各阶段的时间表，由于木星吸积模型固有的不确定性，在很大程度上仍是个谜。

研究人员分析了木星的两个卫星木卫五（Amalthea）和木卫十四（Thebe）。这两个卫星都是小卫星，且距离木星非常近——它们的轨道甚至比木卫一（Io）还接近木星。木卫一是“伽利略卫星”中最小的一个，也是距离木星最近的一个。木卫五和木卫十四的公转平面都略微倾斜于木星的赤道平面，轨道差异很小，这使得研究人员能够计算出木星的原始大小。据称，原始木星的体积相当于2000多个地球，差不多比今天（1321个地球）大一倍。

该发现意义重大，因为它绕过了传统行星形成模型中的不确定性。以往的模型通常依赖气体吸收或散射电磁辐射的能力、吸积率以及对木星内核质量的假设。而该团队另辟蹊径，专注于可直接观测的物理量——比如木星的角动量和木卫的轨道动力学特征等。

该成果还为系外行星的研究提供了新视角。现有理论认为，木星等气态巨行星的形成，始于岩石冰质物质构成的行星内核对太阳星云气体的快速吸积。而新的研究通过精确测定原始状态木星的尺寸、自转率和磁场环境，对传统模型进行了突破性完善。

参考 Determination of Jupiter's primordial physical state https://www.nature.com/articles/s41550-025-02512-y.epdf