太陽自混沌分子雲誕生後,會從原行星盤何處開始孕育自己的行星呢?根據馬克斯·普朗克太陽系研究所團隊最新電腦模擬結果,木星外側某區域在約 200 萬年內持續產生成分差異極大的微行星,有助解釋太陽系不同類型隕石起源。
「星雲假說」描述圍繞新生恆星的原行星盤如何發展成行星系統,圓盤內微小顆粒在數百萬年內碰撞並合併成稱為微行星(Planetesimal)的更大岩石體,其中一些物體最終成長為行星,另一些則成為當今小行星祖先。
長期以來,研究人員懷疑該過程混亂且分布不均,也就是說早期太陽系各區域可能在不同條件下各自演化,而處於不同發展階段的微行星可能同時形成。
但近日,德國馬克斯·普朗克太陽系研究所團隊於木星軌道外側發現一重要環形區域,不只是早期太陽系最高效行星胚胎誕生地,還說明不同類型隕石母體可能在太陽系同一區域形成。
之前已知木星是全太陽系最早形成的行星,約太陽誕生後 100~180 萬年間便迅速成形,而太陽出生後 200~400 萬年,木星已掃除自身軌道附近大部分物質,過程同時形成有如「陷阱」的高壓環狀區域,飄過的塵埃顆粒會被困住並堆積,聚集形成卵石(pebble)。

▲ 在地球上發現的不同類別碳質球粒隕石,很可能起源於早期太陽系同一片區域。
早期研究已表明「塵埃阱」內的卵石可迅速成長為微行星,但不清楚同一區域能否產生成分截然不同的微行星。
新電腦模擬表明,木星周圍塵埃阱在 200 萬年內產生數個成分截然不同的微行星族群,且與在地球發現的特定隕石群特徵相當吻合。
團隊指出,木星對較大的堅硬粒子阻擋效果更強,而新微行星形成消耗可用物質,導致不同時間聚集的物質比例產生變化,前 50 萬年易碎細顆粒比例先下降,之後又在接下來百萬年增加,最終形成 2 種微行星族群,一組主要由易碎物質組成,另一組則由較穩定物質組成。
新模擬強調太陽系行星並非分區形成,而是同片區域隨時間動態演化,連續「批量生產」出物質配方不同的微行星,而木星軌道外側的塵埃阱就是太陽系早期關鍵行星工廠。
(圖片來源:馬克斯·普朗克太陽系研究所)






