科学家在一篇新论文中提出，行星大小的天体在太空中相互猛烈撞击时，可能会形成一种巨大、旋转的甜甜圈状熔融或汽化岩石团块，称为“合体体”（synestia）。
加州大学戴维斯分校地球与行星科学系教授莎拉·斯图尔特（Sarah Stewart）表示，在地球历史早期的某个阶段，地球本身很可能就是一个合体体。斯图尔特和合著者、哈佛大学研究生西蒙·洛克（Simon Lock）在《地球物理研究杂志：行星》中介绍了这一新天体。
当行星大小的天体以高能量和高角动量相互碰撞时，合体体便会形成。这种新天体为月球形成机制提供了新的思考角度，也可能在其他太阳系中被发现。（图片来源：Simon Lock）
洛克和斯图尔特研究行星如何通过一系列巨大撞击形成。当前的行星形成理论认为，地球、火星和金星等岩质行星在太阳系形成早期，由较小天体彼此碰撞而形成。这些碰撞极其猛烈，导致碰撞后形成的天体熔化并部分汽化，最终冷却、凝固成我们今天所知的（近乎）球形行星。
“我们研究了巨大撞击的统计数据，发现它们能够形成一种全新的结构。”
洛克和斯图尔特尤其关注旋转天体之间的碰撞。旋转天体具有角动量，而角动量在碰撞中必须守恒。想象一位在冰上旋转的滑冰者：如果她张开双臂，旋转速度就会减慢；要转得更快，她就把双臂收拢。她的角动量保持不变。
再想象两位滑冰者在冰上旋转：如果他们抓住彼此，各自的角动量就会相加，因此他们的总角动量必须保持不变。
洛克和斯图尔特模拟了“滑冰者”换成地球大小的岩质行星、并以高能量和高角动量与其他大型天体相撞时会发生什么。
斯图尔特说：“我们研究了巨大撞击的统计数据，发现它们能够形成一种全新的结构。”
研究人员发现，在一定范围的高温和高角动量条件下，行星大小的天体可能形成一种全新且大得多的结构：一个凹陷的圆盘，形状有点像红细胞，或中心填实的甜甜圈。这种天体主要由汽化岩石构成，没有固态或液态表面。
他们将这种新天体命名为“合体体”（synestia），这个名称由“syn-”（意为“一起”）和“赫斯提亚”（Hestia，希腊神话中的建筑与结构女神）组合而成。
合体体形成的关键在于，其结构中的部分物质实际上进入了轨道。在旋转的固体球体中，从核心到表面的每个点都以相同速度旋转。但在巨大撞击中，行星物质可能熔融或气化，体积随之膨胀。如果它足够大、运动速度也足够快，天体的部分区域就会达到使卫星得以保持轨道运行所需的速度，这时便会形成一个巨大的盘状合体体。
先前的理论认为，巨大撞击可能会使行星形成一个由固体或熔融物质构成、环绕行星的圆盘。但在行星质量相同的情况下，合体体会比带有圆盘的固态行星大得多。
斯图尔特说，大多数行星在形成过程中的某个阶段，很可能经历过能够形成合体体的碰撞。对于地球这样的天体，合体体不会存在很久——也许只有一百年——随后便会散失足够的热量，重新凝结成固态天体。但她说，由更大或温度更高的天体（如气态巨行星或恒星）形成的合体体，可能会持续更长时间。
斯图尔特说，合体体结构也为思考月球形成提供了新的方式。地球的月球在成分上与地球极为相似，而目前关于月球形成的大多数理论都认为，一次巨大撞击将物质抛入轨道。但这种撞击也可能形成一个合体体，地球和月球随后都由它凝结而成。
目前还没有人直接观测到合体体，但天文学家开始在岩质行星和气态巨行星周围搜寻后，或许能在其他太阳系中发现它们。
美国国家航空航天局（NASA）和美国能源部资助了这项研究。
