不用花百萬年,新研究:太陽系不到 20 萬年就成形

作者 | 發布日期 2020 年 11 月 18 日 16:27 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


原本我們認為太陽系的形成過程非常緩慢,歷時數億年,然而最近科學家在研究隕石中發現的鉬元素同位素後,修訂了這項結論:太陽系可能在短短 20 萬年內就成形。

構成太陽與太陽系內所有天體的物質,來自約 46 億年前一片巨大分子雲中的一小塊重力坍縮塌縮質量的中心點則形成了太陽,其餘塌縮部分形成原行星盤。先前估計太陽系形成的時間主要是依據其他與太陽系類似的新生恆星系統觀察,計算出雲團坍塌與中心質量堆積至可點燃核融合,大約需要數百萬年時間。

但根據美國勞倫斯利佛摩國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory,LLNL)團隊的最新研究,太陽系可能在短短不到 20 萬年時間內迅速成形,如果用人類壽命來比較,可以說太陽系在雲團懷胎 12 小時後就誕生了。

已知太陽系中最古老的物體是鈣鋁富含物(calcium-aluminum–rich inclusions,CAIs),多數形成於 45.67 億年前、溫度達 1,027℃ 的年輕太陽附近,是原行星盤冷卻後形成的首批固體,耗時約 4~20 萬年,而後隨著時間嵌至碳質球粒隕石中,因此鈣鋁富含物的定年年齡通常也被當作太陽系的年齡。

因此分析碳質球粒隕石中的鈣鋁富含物或可進一步研究太陽系形成過程,LLNL 團隊於是測量了各種鈣鋁富含物樣品中的鉬(Mo)同位素與痕量元素,包括地球上最大的碳質球粒隕石「阿顏德隕石(Allende meteorite)」,發現隕石中同位素分布均勻,代表鈣鋁富含物當初也均勻分布在整個原行星盤上,而研究人員認為,這段期間必須剛好也是太陽從原恆星過渡到前主序星(pre–main sequence)的階段,這些物質才能均勻擴散。

以前科學家認為太陽系成形時間長達百萬年,然而事實可能遠比想像中還要迅速。新論文發表在《科學》(Science)期刊。

(首圖來源:勞倫斯利佛摩國家實驗室/NASA