根據一項新的研究,在地球和太陽系中的其他行星存在之前,太陽可能已經被類似於土星的巨大塵埃環所包圍。
據美國宇航局稱,這些塵埃環可能阻止了地球成長為“超級地球”——這種行星的大小約為地球的兩倍,質量高達地球的10倍。天文學家發現了圍繞我們銀河系中大約30%的類太陽恆星執行的超級地球。
在這麼多其他太陽系中出現超級地球給天文學家留下了一些懸而未決的問題:即“如果超級地球超級普遍,為什麼我們太陽系中沒有一個?” 德克薩斯州休斯頓萊斯大學的天體物理學家安德烈·伊茲多羅 (André Izidoro)在一份宣告中說。為了找到答案,Izidoro和他的同事們建立了一個太陽系形成的計算機模擬模型,該模型從被稱為太陽星雲的坍塌的塵埃和氣體雲的灰燼中出現,Live Science 先前報道。
他們的模擬表明,壓力“顛簸”或氣體和塵埃的高壓區域會圍繞著嬰兒的太陽。當粒子在強大的引力作用下向太陽移動、加熱並釋放大量汽化氣體時,可能會產生這些高壓區域。
模擬表明,固體顆粒可能在三個不同的區域蒸發成氣體,稱為“昇華線”。在離太陽最近的那條線上,或者說最熱的地帶,固態矽酸鹽變成了氣體;在中間線,冰會加熱到足以變成氣體;在最遠處,一氧化碳變成了氣體。
模擬顯示,像灰塵這樣的固體顆粒撞擊這些“凸起”並開始積聚。萊斯大學物理學和天文學副教授安德里亞·伊塞拉(Andrea Isella)在宣告中說:“壓力顛簸的效果是它收集了灰塵顆粒,這就是我們看到環的原因。” 如果這些壓力顛簸不存在,太陽會迅速吞噬這些粒子,不會為行星的生長留下任何種子。“人們需要一些東西來阻止它們,以便讓它們有時間成長為行星,”伊塞拉說。
隨著年齡的增長,太陽周圍的氣體和塵埃逐漸冷卻,昇華線逐漸靠近太陽。這個過程使塵埃積聚成星子,或小行星大小的行星種子,然後它們可以聚集在一起形成行星。“我們的模型顯示壓力顛簸可以聚集灰塵,而移動壓力顛簸可以充當微星工廠,”伊齊多羅說。
根據模擬,離太陽最近的環形成了太陽系內部的行星——水星、金星、地球和火星。中環最終將成為外太陽系的行星,而最外環則形成了柯伊伯帶(海王星軌道以外的區域)中的彗星、小行星和其他小天體。
更重要的是,研究人員發現,如果他們模擬中環的延遲形成,太陽系中可能已經形成了超級地球。“在這些情況下形成壓力衝擊時,大量物質已經侵入內部系統,可以用來製造超級地球,”伊齊多羅說。“所以這個中壓凸起形成的時間可能是太陽系的一個關鍵方面。”