太陽系原行星盤有缺口,劃分太陽系行星組成

作者 | 發布日期 2021 年 10 月 19 日 12:39 | 分類 手機 Telegram share ! follow us in feedly


在我們的太陽形成後,行星也開始從太陽周遭原行星盤中誕生,根據麻省理工學院團隊一項新分析表明,大約 45.67 億年前,原行星盤內存在一個神祕缺口,靠近今天小行星帶位置,很可能是氣態巨行星木星出現並將氣體塵埃推向外圍的象徵。

當一個年輕行星系統成形時,它攜帶磁場,其強度和方向可根據原行星盤內不同位置、塵埃量等過程改變,當塵埃聚集成顆粒,內部電子會與當時磁場對齊。但過去 10 年來,科學家觀察到進入地球的隕石成分表現出兩種同位素組合,推測可能是早期太陽系圓盤存在間隙,只是尚未得到直接證實。

麻省理工學院行星科學教授 Benjamin Weiss 團隊此前分析過非碳質隕石(noncarbonaceous meteorite,NC group),這些岩石被認為起源於相對靠近太陽的區域;在新研究中,團隊接著分析起源於離太陽更遠的碳質隕石。

令人驚訝的是,研究人員發現這些碳質隕石磁場比非碳質隕石還強。照理說,磁場強度會隨著與太陽距離拉開而衰減,然而測量結果表明非碳質隕石磁場強度約 50 微特斯拉,但碳質隕石磁場強度達 100 微特斯拉,要造成這種結果,其中一個可能性為當時太陽系外部區域比內部區域吸積了更多質量。

利用模型模擬各種場景後,團隊得出最可能的解釋為內部與外部區域之間存在間隙,一種可能原因是氣態巨行星木星成形了,由於引力巨大,將氣體和塵埃推向外圍並導致盤上留下缺口。

另一種解釋則與原行星盤表面吹出的風有關,由於早期行星系統受強磁場支配,當這些磁場與旋轉的氣體塵埃相互作用時會產生強風,可能將物質吹出外圍並留下間隙。

不管是哪個原因,原行星盤中的缺口很可能阻止兩側物質相互作用,並影響太陽系行星組成,比如間隙內側,氣體和塵埃合併為類地行星,包括地球、火星等,而間隙外側形成巨行星。

間隙在其他原行星系統中很常見,但直到現在,我們終於也能證明自己的太陽系早期存在間隙。新論文發表在《科學前緣》(Science Advances)期刊。

(首圖來源:麻省理工學院