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科学家发现地球「前身」,3500颗行星无一例外,暗示一个事实

2024-10-23科学

来源:科技眼

行星是由原行星盘中年轻恒星周围的尘埃和气体形成的

根据现有的行星形成理论,行星是由原行星盘中年轻恒星周围的尘埃和气体形成的,但是天文学家一直努力寻求一个完整的起源理论,来解释最初的尘埃是如何发展成行星系统的。一个法国英国澳大利亚研究人员组成的团队已经给出解答,科学家的模拟显示,恒星周围会形成 「灰尘陷阱」的空间,半径可达到1个天文单位以上,大量卵石大小的碎片聚集,并粘在一起,最后成为形成行星,可以说这是行星诞生之前的「灵魂」。

这个发现刊登在皇家天文学会月刊上后研发了轰动,因为我们至今仍然不清楚行星是如何形成的,如果揭开这个谜团,就说明地球的起源找到了。

恒星周围会形成 「灰尘陷阱」的空间,半径可达到1个天文单位以上

地球在形成之初也有星子出现,这些砂砾聚集形成小行星大小的天体

回到我们的太阳系,太阳系和其他行星系统也是类似,也是从原行星盘中年轻恒星周围的气体和尘埃颗粒开始演化。它们的形成初始过程中,盘中微小的颗粒聚集,从百万分之一米(微米)大小增加到几厘米,少数达到公里大小的,成为行星吸积阶段的先驱小天体,被称为「星子」,这就是科学家发现的地球「前身」。

地球在形成之初也有星子出现,这些砂砾聚集形成小行星大小的天体,虽然形成过程中间过程还不太清楚,但是科学家已经找到了类似的案例。在对系外行星观测时发现,3500颗行星无一例外都出现了类似的现象,整个过程必须无处不在。法国里昂天体物理学研究中心的Jean-Francois Gonzalez博士发现,到目前为止科学家一直在努力想要解释,这些砂砾如何形成行星的,但是现在我们发现了大量绕着其他恒星旋转的行星,这也暗示一个事实,地球并非宇宙中心,也并非一颗特殊的星球,地球形成的机制与其他行星是一样的。

在对系外行星观测时发现,3500颗行星无一例外都出现了类似的现象,整个过程必须无处不在

现在,摆在科学家面前的问题是,要解释这些砂砾形成星子的过程,这里面有两个重要问题需要解决。首先,盘中的尘埃颗粒因气体作用向中心恒星,因距离太近,被撕裂,不能形成行星。第二个是,增长的颗粒在高速碰撞中被分解成大量的较小的碎片,这是逆聚集过程。

恒星周围尘埃盘中唯一可以形成行星的位置被称为「尘埃陷阱」,在这些高压区域,漂移运动减慢,允许灰尘颗粒积累,颗粒运动速度降低,不会因碰撞而粉碎。直到现在,天文学家们都认为 「尘埃陷阱」只能在非常特殊的环境中存在,但是计算机模拟表明它们存在非常普遍。他们的模型特别关注盘中尘埃气体成分。

在大多数天文数模中,气体造成尘埃移动,但有时,科学家设置尘埃最大值时,尘埃对气体的作用更强。这种效应,被称为气动阻力的反作用,通常是可以忽略不计的,所以在研究过程中一直被忽略。但是,它的作用在富含尘埃的环境中变得重要,就像那些行星形成的地方一样。这种效应减缓颗粒向中心恒星运动,可以聚集增大。一旦足够大,这些颗粒就不会再被气体影响。

在这种反作用的影响下,气体被向外推,形成高压区,这就是 「尘埃陷阱」,这些「陷阱」凝聚来自外盘区域的颗粒,形成给出致密的固体环,帮助行星形成。

哈勃望远镜拍摄的原始行星盘图集

如果时机合适, 「尘埃陷阱」可以广泛的、自发地形成。这是一个简单而强大的解决方案,可以解决一个长期存在的行星形成问题。像智利ALMA天文台,已经观测到形成行星系统的「尘埃陷阱」中亮环和暗环,这就是地球的前身,形成之初的「灵魂」天体。