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揭秘太陽系“童年”中國學(xué)者提出太陽系演化新模型

時(shí)間:2022-04-29 18:52:02 來源: 新華網(wǎng)


“今天我們所見太陽系的行星軌道,與太陽系‘童年’時(shí)有很大不同。”浙江大學(xué)物理學(xué)院研究員劉倍貝說,太陽系誕生之初,星際空間中的氣體分子云坍縮,中心部分形成太陽,殘余物質(zhì)繞恒星旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)扁平的“原行星盤”。

行星在原行星盤內(nèi)成長,與盤中氣體相互作用,軌道逐漸圓化并向內(nèi)遷移。然而現(xiàn)今木星、土星、海王星、天王星等巨行星的軌道分布更為開闊,巨行星也脫離了原有的共振狀態(tài)。科學(xué)家們認(rèn)為巨行星的軌道經(jīng)歷過動(dòng)力學(xué)劇變。

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,在太陽系初期,原行星盤受到太陽“光致蒸發(fā)”作用,盤中氣體從內(nèi)向外耗散,誘發(fā)了巨行星軌道的重塑并引起動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定。

原行星盤氣體耗散下的行星示意圖。(浙江大學(xué)供圖)

“這時(shí)太陽就好比一個(gè)巨型吹風(fēng)機(jī),不斷‘吹’走盤中的氣體。”劉倍貝說,原本向內(nèi)遷移的行星受到向外的氣體作用力,改變運(yùn)動(dòng)方向,在經(jīng)歷劇變之后到達(dá)現(xiàn)今的軌道構(gòu)型。

他們的研究表明,該過程在太陽系誕生后約500萬到1000萬年間發(fā)生。“我們從月球隕石坑的年齡上找到了新的佐證。”劉倍貝介紹,巨行星軌道的動(dòng)力學(xué)變遷導(dǎo)致強(qiáng)大的引力擾動(dòng),迫使周圍小天體不斷撞向其他行星和衛(wèi)星,并在星體表面留下隕石坑。“月球隕石坑有著廣泛的年齡分布,小行星撞擊事件隨時(shí)間自然衰減,這也符合團(tuán)隊(duì)提出的模型。”

業(yè)內(nèi)人士表示,巨行星軌道演化對(duì)包括地球在內(nèi)的其他行星、衛(wèi)星和小天體的演化,以及地球生命的起源、宜居特性等多方面影響深遠(yuǎn)。太陽系巨行星軌道演化的新模型,很可能補(bǔ)足了此前太陽系演化理論中缺失的部分。(記者朱涵)


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