1月12日消息，美國最新研究顯示，在地球和太陽系中的其他行星形成之前，太陽曾經(jīng)被類似于土星的巨大塵埃環(huán)所圍繞。

美國宇航局(NASA)認為，這些塵埃環(huán)可能阻止了地球成長為“超級地球”，即體積大約是地球兩倍，質(zhì)量高達10倍的巨大行星。天文學家發(fā)現(xiàn)，銀河系中約30%的類日恒星有超級地球圍繞其運行。

圖1：阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波天線陣拍攝的假彩色圖像，顯示名為HD163296的年輕恒星(不是太陽)周圍有塵埃環(huán)圍繞

超級地球在許多恒星系統(tǒng)中出現(xiàn)，給天文學家?guī)砹撕芏鄳叶礇Q的問題。美國萊斯大學的天體物理學家安德烈·伊齊多羅(André Izidoro)在聲明中提出疑問：“如果超級地球十分常見，為什么我們太陽系沒有超級地球呢?”

為了找出這個問題的答案，伊齊多羅和他的同事們創(chuàng)建了一個太陽系形成的計算機模型，該系統(tǒng)是從被稱為太陽星云的塵埃和氣體坍縮云團灰燼中形成的。

伊齊多羅等人的模擬表明，“壓力凸點”(或稱氣體和塵埃的高壓區(qū)域)會包圍著初生的太陽。這些高壓區(qū)域很可能是粒子在強大引力作用下向太陽移動，加熱并釋放出大量蒸發(fā)氣體時產(chǎn)生的。

模擬顯示，固體顆粒蒸發(fā)成氣體時(被稱為升華線)可能會產(chǎn)生三個不同的區(qū)域。在離太陽最近(或最熱)的區(qū)域，固體硅酸鹽變成了氣體;在中間區(qū)域，冰被加熱到足以變成氣體的程度;在最遠的區(qū)域，一氧化碳變成了氣體。

伊齊多羅等人發(fā)現(xiàn)，像灰塵這樣的固體顆粒有時候會撞上這些“凸點”，并開始累積并形成環(huán)。萊斯大學物理學和天文學副教授安德里亞·伊塞拉(Andrea Isella)是該研究的合著者，他在聲明中說：“壓力凸點幫助收集了塵埃顆粒，這就是為什么我們會看到光環(huán)的原因。”

如果不存在這些“壓力凸點”，太陽就會迅速吞噬這些粒子，不會留下任何行星形成的種子。伊塞拉說：“肯定有某些東西阻止了太陽吞噬，以便讓行星有時間形成。”

圖2：這可能是展示了我們太陽系結(jié)構(gòu)的光環(huán)圖

隨著時間的推移，圍繞太陽的氣體和塵埃逐漸冷卻，“升華線”逐漸靠近太陽。這個過程使得塵埃積累成小行星，或小行星大小的行星種子，然后它們可能聚集在一起形成行星。伊齊多羅說：“我們的模擬表明，壓力凸點可以濃縮塵埃，而移動的壓力凸點可以起到小行星工廠的作用。”

伊齊多羅在聲明中表示，壓力凸點調(diào)節(jié)了太陽系內(nèi)層可用于形成行星的物質(zhì)的數(shù)量。根據(jù)模擬，距離太陽最近的環(huán)形成了內(nèi)太陽系行星，即水星、金星、地球和火星。中間的環(huán)最終成為外太陽系行星，而最外層的環(huán)形成了柯伊伯帶(海王星軌道以外的區(qū)域)中的彗星、小行星和其他天體。

更重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果他們在模擬中推遲了中環(huán)形成的時間，那么超級地球可能就會在太陽系中形成。對此，伊齊多羅說：“在這些情況下形成壓力凸點的時候，大量的物質(zhì)已經(jīng)侵入了內(nèi)部系統(tǒng)，可以形成超級地球。因此，這個中部壓力凸點形成的時間可能對太陽系的構(gòu)成至關(guān)重要。”(小小)

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