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• 发布时间：2026-05-07 01:17:08
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研究职员提出，原行星盘气体的外流像一双 看不见的手 ，介入了初期太阳系的塑造，影响了小天体及行星的形成。他们从陨石同位素含量南北极化的征象入手，推演太阳系形成之初的500万年间发生的故事，并据此构建出初期太阳系天体形成的新模子。

5月31日，咱们行将迎来武仙座流星雨。一颗颗流星划过夜空，带给咱们一场视觉盛宴。但实在流星的暗地里，还有可能包罗着解开太阳系出身之谜的种种线索。于天文学家眼中，流星是来自太空的信使，帮忙好奇的人类相识宇宙的秘密。他们试图从陨石中捕获各类蛛丝马迹，揭开藏于太阳系漫长演化过程中的种种谜团。

近日，《科学 进展》杂志登载了浙江年夜学物理学院研究员刘倍贝与丹麦哥本哈根年夜学、瑞典隆德年夜学学者的结合研究结果 从陨石同位素含量南北极化的征象入手，推演太阳系形成之初500万年间发生的故事。

他们提出，原行星盘气体的外流像一双 看不见的手 ，介入了初期太阳系的塑造，影响了小天体及行星的形成。据此，他们构建出初期太阳系天体形成的新模子。

陨石身分不均是要害线索

让咱们将时间线推回到太阳系降生后的500万年间，彼时的太阳系正处 童年期 ，太阳周围环抱着一个扁平的气体圆盘。这个气体圆盘被称为原行星盘，它就像是行星们的配合 摇篮 ，此中漂浮的固体颗粒可被发展中的行星所吸积。

太阳系里的小行星、彗星或者行星撞击后孕育发生的碎片即陨石，它们的母体也形成在统一期间、统一 摇篮 原行星盘。科学家可以经由过程对于陨石举行研究，摸索初期太阳系形成及演化的历程。

根据物资身分，陨石可分为碳质陨石及非碳质陨石。碳质陨石含有更多的挥发性物资，包括含碳有机物及水等；而非碳质陨石则含有更多的难熔性金属元素。

学界认为，这类差异源在陨石的母体形成时的位置。 原行星盘越接近太阳的位置，温度就越高，挥发性物资含量就越低，重要物资长短碳质固体物资；越阔别太阳的位置，温度越低，重要物资是碳质物资。 刘倍贝指出，这两类陨石的同位素含量也截然不同。

刘倍贝先容，按照同位素测年法，陨石的形成时间横跨整个原行星盘存于的阶段（约为太阳系降生之初的500万年间），它们吸积的固体物资凡是而言是畅通的，是以它们于组分上应该出现出必然的持续性。然而真正的不雅测成果则是这两类陨石的同位素出现出南北极化，这一征象令天文学界尤为惊奇。

刘倍贝注释道，这类南北极化的征象象征着于原行星盘中，可能存于年夜标准、永劫间的物资断绝。

时距离绝 让陨石同位素南北极化

会不会有一种气力，让原行星盘形成为了相互彼此断绝的区域？有学者提出，这类气力或者来自在太阳系中的 年夜兄长 气态巨行星木星，即 木星开沟 理论，这一理论也许可以注释陨石身分南北极化的征象。

木星开沟 理论提出，木星的固体核于太阳系降生之初的100万年内形成，它依附其巨年夜的质量及强盛的引力，于气体盘中开了一个 深沟 ，彻底阻断了后续固体颗粒的内流，表里盘的固体物资自此阻遏。

刘倍贝对于这一不雅点存于疑难，假如木星真于气体盘中开一个 深沟 ，彻底阻断了后续固体颗粒三木SEO-的内流，那末内盘非碳质固体颗粒物会因快速迁徙而耗损殆尽。如许一来，平凡球粒陨石及顽火辉石球粒陨石的母体就没有可以吸积的非碳质固体颗粒物，也就没法长年夜。

研究注解，这两种球粒陨石形成在太阳系降生后的两到三百万年间，申明非碳质固体颗粒物还有是能永劫间畅通且存于在内盘区域。

相反地，假如木星开的 沟 不敷深，就不克不及有用地拦截固体颗粒的迁徙，表里盘的物资还有是可以畅通的，就不会呈现两类陨石同位素南北极化的征象。 木星开沟 很难同时注释咱们获得的太阳系陨石形成春秋及同位素含量这两年夜不雅测数据。 刘倍贝说。

还有有甚么物理机制能注释陨石同位素的南北极化？有别在 木星开沟 致使的 空间标准的阻遏 ，研究职员测验考试从时间演化上的阻遏来注释这一征象。

于太阳系的 童年期间 ，原行星盘中的固体颗粒会源源不停从外盘区域迁徙流向内盘。研究职员提出，对于这一历程的研究，应该充实思量原行星盘中气体的运动，这点于已往的事情中被轻忽了。

原行星盘中的流体遵照着动量守恒原则，盘内侧区域的气体向内流，末了被太阳吸积。与此同时，外盘的气体向外流，不停地扩充着原行星盘的外部边境。 就像涨潮的海水，不停地向外吞噬岸边的沙岸同样。 刘倍贝说。

思量原行星盘气体外流效应以后，他们从头对于盘内固体颗粒物的迁徙状态举行了模仿，成果显示：于外盘气体外流的鞭策下，固体颗粒物的迁徙速度及标的目的发生了转变，它们终极进入内盘的时间被年夜年夜延伸。

咱们发明，降生之初位在25个日地间隔之外的碳质固体颗粒，需要颠末300万年才会终极迁徙进入内盘类地行星形成区。 刘倍贝说。

勾画太阳系 童年期 的画像

按照这次研究中指出的原行星盘气体外流效应，3位研究职员从头 复盘 了太阳系 童年期 原行星盘内固体物资的演化：于太阳系降生之际，原行星盘内的固体颗粒物漫衍出现较为较着的南北极化，接近太阳位置的内盘以非碳质固体颗粒为主；阔别太阳的外盘以碳质固体颗粒为主。于外盘的固体颗粒流入内盘以前，内盘非碳陨石（包括无球粒陨石、平凡球粒陨石及顽火辉石球粒陨石）的母体们靠吸积耐火物资（熔点较高的难熔性物资）而形成。

与此同时，外盘的碳质球粒陨石母体靠吸积碳质固体颗粒逐渐长年夜。于约两至三百万年以后，碳质颗粒物终极迁徙进入内盘。

行星形成初期，位在内盘的火星及地球吸积的长短碳质固体颗粒。于约两至三百万年以后，碳质固体颗粒终极迁徙进入内盘。今后地球及火星吸积碳质固体颗粒发展，于是它们的同位素含量是两年夜类固体物资的混淆。 刘倍贝说，这也注释了不雅测上的火星及地球同位素含量介在这两类陨石之间的征象。

刘倍贝说，从现有的不雅测出发，咱们其实不能对于木星的形成时间给出更严酷的限定。当今的木星位在距太阳5.2个日地间隔处，木星形成的位置学界有两种假说：一种认为木星为原位形成，发展历程中没有年夜标准的轨道迁徙；另外一种认为木星形成在外盘较远处，距太阳年夜在10个日地间隔。

咱们的模子更撑持后者。 刘倍贝说，由于木星年夜气中发明的诸多易挥发性元素如碳、磷、氮及氩，其含量均比太阳超出跨越数倍之多，这一征象很难用原位形成理论注释。相反，假如木星内核形成在行星盘外部较冷的区域，以上易挥发性元素均以固态的情势存于，它们被木星内核吸积后可外溢进入木星的年夜气层，孕育发生咱们所不雅测到的元素增丰。

此外，木星质量增加之余也与原行星盘彼此作用，孕育发生向内的轨道迁徙。木星内移的历程中，不停地经由过程引力散射作用将沿途的碳质陨石母体送入内盘，孕育发生了当今太阳系小行星带独有的群体漫衍及轨道构型。

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