太阳自混沌分子云诞生后,会从原行星盘何处开始孕育自己的行星呢?根据马克斯·普朗克太阳系研究所团队最新电脑模拟结果,木星外侧某区域在约200万年内持续产生成分差异极大的微行星,有助解释太阳系不同类型陨石起源。
“星云假说”描述围绕新生恒星的原行星盘如何发展成行星系统,圆盘内微小颗粒在数百万年内碰撞并合并成称为微行星(Planetesimal)的更大岩石体,其中一些物体最终成长为行星,另一些则成为当今小行星祖先。
长期以来,研究人员怀疑该过程混乱且分布不均,也就是说早期太阳系各区域可能在不同条件下各自演化,而处于不同发展阶段的微行星可能同时形成。
但近日,德国马克斯·普朗克太阳系研究所团队于木星轨道外侧发现一重要环形区域,不只是早期太阳系最高效行星胚胎诞生地,还说明不同类型陨石母体可能在太阳系同一区域形成。
之前已知木星是全太阳系最早形成的行星,约太阳诞生后100~180万年间便迅速成形,而太阳出生后200~400万年,木星已扫除自身轨道附近大部分物质,过程同时形成有如“陷阱”的高压环状区域,飘过的尘埃颗粒会被困住并堆积,聚集形成卵石(pebble)。
在地球上发现的不同类别碳质球粒陨石,很可能起源于早期太阳系同一片区域。
早期研究已表明“尘埃阱”内的卵石可迅速成长为微行星,但不清楚同一区域能否产生成分截然不同的微行星。
新电脑模拟表明,木星周围尘埃阱在200万年内产生数个成分截然不同的微行星族群,且与在地球发现的特定陨石群特征相当吻合。
团队指出,木星对较大的坚硬粒子阻挡效果更强,而新微行星形成消耗可用物质,导致不同时间聚集的物质比例产生变化,前50万年易碎细颗粒比例先下降,之后又在接下来百万年增加,最终形成2种微行星族群,一组主要由易碎物质组成,另一组则由较稳定物质组成。
新模拟强调太阳系行星并非分区形成,而是同片区域随时间动态演化,连续“批量生产”出物质配方不同的微行星,而木星轨道外侧的尘埃阱就是太阳系早期关键行星工厂。

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