木星曾比現在大兩倍？科學家從衛星軌道揭開行星演化之謎

加州理工學院的康斯坦丁·巴蒂金教授與密西根大學的弗雷德·亞當斯教授提出突破性見解：要解開木星形成之謎，關鍵竟藏在兩顆不起眼的小衛星——木衛五（Amalthea）與木衛十四（Thebe）身上。這兩顆衛星比著名的伽利略四大衛星更靠近木星，卻長期被學界忽略。

研究團隊發現，這些內側衛星軌道與木星赤道平面存在0.36至1.09度的微小傾角。這種特異現象很可能是受木衛一（Io）引力影響所致，讓科學家得以逆向推算原始星雲消散時，木衛一的軌道範圍與當時木星的體積。

驚人的計算結果顯示，木星形成後380萬年時，半徑是現今的2至2.56倍，體積更達現在的8倍之多。若當時地球已存在，木星足以容納超過10,000顆地球（現僅能容納1,300顆）。更令人震撼的是，其磁場強度可能比現今太陽系最強磁場還要高出50倍，早期太陽閃焰時產生的極光景象想必蔚為奇觀。

這項刊登於《自然天文學》的研究另闢蹊徑，有別於傳統透過行星核心聚合模型的重建方式，改從現今可觀測的木星角動量與衛星軌道動力學著手。亞當斯教授感嘆：「經過45億年歲月，竟仍能從現存線索重建木星誕生初期的物理狀態，實在令人驚嘆。」

不過新方法也伴隨爭議：研究未納入最內側的木衛十五（Adrastea）與木衛十六（Metis），因它們可能是某顆原始衛星被木星引力撕裂後的殘骸。若木衛五與木衛十四實非原始衛星，研究結論的可靠性將受挑戰。此外，團隊沿用前人關於木衛一形成軌道半徑與木星體積的關聯性研究，這部分假設也可能引發討論。

這項發現不僅讓人遙想早期太陽系的壯麗景觀，更為「巨行星形成機制」的世紀辯論提供新線索。研究結果支援「由下而上」（核心吸積）的形成理論，與現行太陽系巨行星形成模型相符，但「由上而下」（重力不穩定）的機制是否適用於其他星系氣態行星，仍是學界持續探究的課題。