大约 45 亿年前,木星快速演化,最终形成了如今的气态巨行星。其引力扰乱了星子的运行轨迹,引发剧烈碰撞,熔融岩石形成名为“球粒”的小液滴,许多古老的液滴保存在坠落地球的陨石中。
近日,日本名古屋大学与意大利国家天体物理研究所取得突破,揭开球粒形成机制,并据此推算出木星的形成时间。相关成果发表于《科学报告》。
研究显示,球粒的大小、冷却速度等特征由碰撞星子的含水量决定,该发现与陨石样本观测结果一致,证实行星诞生推动球粒形成。
球粒是直径约 0.1 至 2 毫米的小球体,在太阳系初期被纳入小行星内部,数十亿年后成为地球陨石的一部分。多年来,球粒呈圆形的成因一直是未解之谜。
名古屋大学教授 Sin-iti Sirono 表示,星子碰撞时内部水分汽化形成蒸汽,如同微型爆炸,将熔融硅酸盐破碎成液滴,即球粒。
研究团队构建了木星演化的计算机模型,追踪其引力如何导致早期太阳系中星子发生高速碰撞。
INAF 研究员迭戈・图里尼表示,模拟生成的球粒特征与陨石观测数据相符,表明球粒形成过程与木星积聚星云气体并达到巨大体积的过程同步。数据显示,球粒形成的高峰期出现在太阳系诞生后 180 万年,即木星诞生的时间。
该研究描绘了太阳系形成过程,但木星引发的球粒生成时间较短,无法解释陨石中不同年龄球粒的存在。最可能的原因是土星等其他巨行星也引发了球粒形成。
通过研究不同年龄的球粒,科学家可追溯行星形成顺序,理解太阳系演化过程。研究还表明,类似剧烈过程可能出现在其他恒星系统,为探索系外行星演化提供线索。
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