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科學家發現地球「前身」,3500顆行星無一例外,暗示一個事實

2024-10-23科學

來源:科技眼

行星是由原行星盤中年輕恒星周圍的塵埃和氣體形成的

根據現有的行星形成理論,行星是由原行星盤中年輕恒星周圍的塵埃和氣體形成的,但是天文學家一直努力尋求一個完整的起源理論,來解釋最初的塵埃是如何發展成行星系統的。一個法國英國澳洲研究人員組成的團隊已經給出解答,科學家的模擬顯示,恒星周圍會形成 「灰塵陷阱」的空間,半徑可達到1個天文單位以上,大量卵石大小的碎片聚集,並粘在一起,最後成為形成行星,可以說這是行星誕生之前的「靈魂」。

這個發現刊登在皇家天文學會月刊上後研發了轟動,因為我們至今仍然不清楚行星是如何形成的,如果揭開這個謎團,就說明地球的起源找到了。

恒星周圍會形成 「灰塵陷阱」的空間,半徑可達到1個天文單位以上

地球在形成之初也有星子出現,這些砂礫聚集形成小行星大小的天體

回到我們的太陽系,太陽系和其他行星系統也是類似,也是從原行星盤中年輕恒星周圍的氣體和塵埃顆粒開始演化。它們的形成初始過程中,盤中微小的顆粒聚集,從百萬分之一米(微米)大小增加到幾厘米,少數達到公裏大小的,成為行星吸積階段的先驅小天體,被稱為「星子」,這就是科學家發現的地球「前身」。

地球在形成之初也有星子出現,這些砂礫聚集形成小行星大小的天體,雖然形成過程中間過程還不太清楚,但是科學家已經找到了類似的案例。在對系外行星觀測時發現,3500顆行星無一例外都出現了類似的現象,整個過程必須無處不在。法國裏昂天體物理學研究中心的Jean-Francois Gonzalez博士發現,到目前為止科學家一直在努力想要解釋,這些砂礫如何形成行星的,但是現在我們發現了大量繞著其他恒星旋轉的行星,這也暗示一個事實,地球並非宇宙中心,也並非一顆特殊的星球,地球形成的機制與其他行星是一樣的。

在對系外行星觀測時發現,3500顆行星無一例外都出現了類似的現象,整個過程必須無處不在

現在,擺在科學家面前的問題是,要解釋這些砂礫形成星子的過程,這裏面有兩個重要問題需要解決。首先,盤中的塵埃顆粒因氣體作用向中心恒星,因距離太近,被撕裂,不能形成行星。第二個是,增長的顆粒在高速碰撞中被分解成大量的較小的碎片,這是逆聚集過程。

恒星周圍塵埃盤中唯一可以形成行星的位置被稱為「塵埃陷阱」,在這些高壓區域,漂移運動減慢,允許灰塵顆粒積累,顆粒運動速度降低,不會因碰撞而粉碎。直到現在,天文學家們都認為 「塵埃陷阱」只能在非常特殊的環境中存在,但是電腦模擬表明它們存在非常普遍。他們的模型特別關註盤中塵埃氣體成分。

在大多數天文數模中,氣體造成塵埃移動,但有時,科學家設定塵埃最大值時,塵埃對氣體的作用更強。這種效應,被稱為氣動阻力的反作用,通常是可以忽略不計的,所以在研究過程中一直被忽略。但是,它的作用在富含塵埃的環境中變得重要,就像那些行星形成的地方一樣。這種效應減緩顆粒向中心恒星運動,可以聚集增大。一旦足夠大,這些顆粒就不會再被氣體影響。

在這種反作用的影響下,氣體被向外推,形成高壓區,這就是 「塵埃陷阱」,這些「陷阱」凝聚來自外盤區域的顆粒,形成給出致密的固體環,幫助行星形成。

哈勃望遠鏡拍攝的原始行星盤圖集

如果時機合適, 「塵埃陷阱」可以廣泛的、自發地形成。這是一個簡單而強大的解決方案,可以解決一個長期存在的行星形成問題。像智利ALMA天文台,已經觀測到形成行星系統的「塵埃陷阱」中亮環和暗環,這就是地球的前身,形成之初的「靈魂」天體。