天文學家在太空中發現了一處“行星工廠”,這個發現可能解釋散布在地球各地的奇特隕石的起源。這片環形區域隱藏在木星軌道之外,充滿了氣體和塵埃。
在太陽系形成初期,這片區域很可能充當了星子的孕育場。星子是直徑可達數英里的固體團塊,它們可以成為構建行星的基礎材料。科學家通過計算機模擬還原了這一過程,相關研究發表在《天體物理學報》上。
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研究團隊發現,這片區域在不同時期產出了成分各異的星子。論文合著者、馬克斯·普朗克太陽系研究所的天體物理學家喬安娜·德龍日科夫斯卡在一份聲明中表示:“不同類型的星子顯然是在早期塵埃氣體盤的同一區域形成的,只是時間不同。木星軌道外恰好提供了絕佳的條件。”
這個謎題源于一類名為碳質球粒隕石的星子,它們形成于太陽系誕生后約200萬到400萬年之間。雖然大多數星子被認為在太陽系演化過程中被拋射出去,但這些隕石的碎片卻頻繁撞擊地球。其中那些稀有且碳含量異常高的球粒隕石最令科學家著迷——它們由不同的塵埃顆粒組成,但顆粒比例隨時間發生劇烈變化:一代由明顯易碎的顆粒構成,另一代則由更堅固的顆粒組成。此前,人們一直不清楚什么樣的區域能在如此短的時間窗口內形成這般混雜的星子集合。
研究人員發現,木星外側的一個“塵埃陷阱”為這個問題提供了簡潔的解釋。太陽年輕時被巨大的物質盤環繞,行星最終在其中形成。當木星以其驚人的質量出現后,它吸走了軌道周圍大部分形成行星的物質,在原行星盤中制造出一個空隙。隨之而來的連鎖效應是,在被清理的區域外形成了一個氣壓更高的環狀帶,將塵埃顆粒困在其中并聚集成鵝卵石般的團塊,這些團塊最終可能孕育出星子。
在對原行星盤中的微觀粒子碰撞和大尺度運動進行建模模擬時,研究人員證明了一些粒子確實可能被困在特定區域,比如木星附近的那一處。進一步印證這顆行星的關鍵作用,他們還發現木星對較大、較堅固的粒子起到屏障作用,其阻擋效果比對較小粒子更為明顯。這一切發生時,正在形成的星子還在不斷吸附周圍的物質。
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