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揭秘太阳系“童年” 我国学者提出太阳系演化新模型

华夏经纬网 > 文化 > 文明探源      2022-04-29 09:27:23

  研究行星形成与演化过程是解答宇宙和生命起源问题的基础。浙江大学联合法国、美国的研究团队通过木星、土星、海王星、天王星等巨行星的动力学变迁,提出了太阳系巨行星轨道演化的新模型。这项成果于4月27日刊登于《自然》杂志。

  “今天我们所见太阳系的行星轨道,与太阳系‘童年’时有很大不同。”浙江大学物理学院研究员刘倍贝说,太阳系诞生之初,星际空间中的气体分子云坍缩,中心部分形成太阳,残余物质绕恒星旋转形成一个扁平的“原行星盘”。

  行星在原行星盘内成长,与盘中气体相互作用,轨道逐渐圆化并向内迁移。然而现今木星、土星、海王星、天王星等巨行星的轨道分布更为开阔,巨行星也脱离了原有的共振状态。科学家们认为巨行星的轨道经历过动力学剧变。

  研究团队认为,在太阳系初期,原行星盘受到太阳“光致蒸发”作用,盘中气体从内向外耗散,诱发了巨行星轨道的重塑并引起动力学不稳定。

  “这时太阳就好比一个巨型吹风机,不断‘吹’走盘中的气体。”刘倍贝说,原本向内迁移的行星受到向外的气体作用力,改变运动方向,在经历剧变之后到达现今的轨道构型。

  他们的研究表明,该过程在太阳系诞生后约500万到1000万年间发生。“我们从月球陨石坑的年龄上找到了新的佐证。”刘倍贝介绍,巨行星轨道的动力学变迁导致强大的引力扰动,迫使周围小天体不断撞向其他行星和卫星,并在星体表面留下陨石坑。“月球陨石坑有着广泛的年龄分布,小行星撞击事件随时间自然衰减,这也符合团队提出的模型。”

  业内人士表示,巨行星轨道演化对包括地球在内的其他行星、卫星和小天体的演化,以及地球生命的起源、宜居特性等多方面影响深远。太阳系巨行星轨道演化的新模型,很可能补足了此前太阳系演化理论中缺失的部分。(记者朱涵)

来源:新华社


文章来源:新华社
作者:朱涵  |  责任编辑:虞鹰
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