45 億年前，我們的太陽系還是一團圍繞太陽旋轉的瓦斯和塵埃雲，直到瓦斯開始凝結，與塵埃一起聚合形成小行星和行星。這個被稱為"原行星盤"的宇宙苗圃是什麽樣子的，它的結構又是怎樣的呢？天文學家可以用望遠鏡"看到"遠在我們成熟得多的太陽系之外的原行星盤，但卻無法觀測到我們的太陽系萌芽時的樣子--只有數十億光年之外的外星人才能看到它曾經的樣子。
"鐵隕石是隱藏的寶石。我們對鐵隕石了解得越多，它們就越能揭開太陽系誕生之謎，"加州大學洛杉磯分校行星科學家張必東說。圖片來源：加州大學洛杉磯分校隕石展廳"
幸運的是，太空中降下了一些線索--在太陽系歷史早期形成並穿過地球大氣層的天體碎片，即隕石。隕石的成分講述了太陽系誕生的故事，但這些故事往往提出了更多的問題，而不是答案。
美國加州大學洛杉磯分校和約翰-霍普金斯大學套用物理實驗室的行星科學家小組在【美國國家科學院院刊】上發表的一篇論文中報告說，銥和鉑等在高溫下凝結的難熔金屬，在寒冷且遠離太陽的外盤形成的隕石中含量更高。這些金屬應該是在靠近太陽的地方形成的，那裏的溫度要高得多。是否有一條途徑將這些金屬從內盤轉移到外盤？
圓環狀原行星盤 WSB 52。資料來源：Sean Andrews、Jane Huang、Laura Pérez et al.
大多數隕石是在太陽系歷史的最初幾百萬年內形成的。有些隕石是行星形成過程中留下的未熔化的顆粒和塵埃的集合體。其他隕石在其母體小行星形成過程中經歷了足夠的熱量而熔化。當這些小行星熔化時，矽酸鹽部份和金屬部份由於密度不同而分離，就像水和油不能混合一樣。
如今，大多數小行星都位於火星和木星之間的一條厚厚的帶子上。科學家們認為，木星的重力擾亂了這些小行星的執行軌跡，導致許多小行星相互撞擊，四分五裂。當這些小行星的碎片落到地球上並被回收時，它們被稱為隕石。
鐵隕石來自最早的小行星的金屬內核，比太陽系中任何其他巖石或天體都要古老。鐵隕石含有鉬同位素，這些同位素指向這些隕石形成的原行星盤的許多不同位置。這使得科學家們能夠了解到原行星盤的化學成分在其雛形時期是怎樣的。
此前利用智利阿塔卡馬大型公釐波/亞公釐波陣列進行的研究發現，其他恒星周圍有許多類似飛鏢盤的同心圓環。這些行星盤（如 HL Tau）的環被物理間隙隔開，因此這種盤不可能提供一條將這些難熔金屬從內盤運輸到外盤的路線。
阿塔卡馬大公釐波/亞公釐波陣列拍攝的年輕恒星金牛座 HL 周圍的原行星盤影像。資料來源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NSF
新論文認為，我們的太陽圓盤很可能在一開始就沒有環狀結構。相反，我們的行星盤看起來更像一個甜甜圈，隨著行星盤的迅速膨脹，富含銥和鉑金屬顆粒的小行星遷移到了行星盤的外部。
但這又給研究人員帶來了另一個難題。磁盤膨脹後，重力本應將這些金屬拉回太陽。但這並沒有發生。
第一作者、加州大學洛杉磯分校行星科學家張必東（音譯）說："木星形成後，很可能開啟了一個物理缺口，將銥和鉑金屬困在外盤，防止它們落入太陽。這些金屬後來融入了在外盤形成的小行星中。這就解釋了為什麽形成於外盤的隕石--碳質軟玉和碳質鐵隕石--的銥和鉑含量遠遠高於它們的內盤隕石。"
張和他的合作者以前曾利用鐵隕石來重建水在原行星盤中的分布情況。"鐵隕石是隱藏的寶石。我們對鐵隕石了解得越多，就越能揭開太陽系誕生之謎。
編譯自/ScitechDaily
