太阳系原行星盘有缺口,划分太阳系行星组成

在我们的太阳形成后,行星也开始从太阳周边原行星盘中诞生,根据麻省理工学院团队一项新分析表明,大约45.67亿年前,原行星盘内存在一个神秘缺口,靠近今天小行星带位置,很可能是气态巨行星木星出现并将气体尘埃推向外围的象征。

当一个年轻行星系统成形时,它携带磁场,其强度和方向可根据原行星盘内不同位置、尘埃量等过程改变,当尘埃聚集成颗粒,内部电子会与当时磁场对齐。但过去10年来,科学家观察到进入地球的陨石成分表现出两种同位素组合,推测可能是早期太阳系圆盘存在间隙,只是尚未得到直接证实。

麻省理工学院行星科学教授Benjamin Weiss团队此前分析过非碳质陨石(noncarbonaceous meteorite,NC group),这些岩石被认为起源于相对靠近太阳的区域;在新研究中,团队接着分析起源于离太阳更远的碳质陨石。

令人惊讶的是,研究人员发现这些碳质陨石磁场比非碳质陨石还强。按理说,磁场强度会随着与太阳距离拉开而衰减,然而测量结果表明非碳质陨石磁场强度约50微特斯拉,但碳质陨石磁场强度达100微特斯拉,要造成这种结果,其中一个可能性为当时太阳系外部区域比内部区域吸积了更多质量。

利用模型模拟各种场景后,团队得出最可能的解释为内部与外部区域之间存在间隙,一种可能原因是气态巨行星木星成形了,由于引力巨大,将气体和尘埃推向外围并导致盘上留下缺口。

另一种解释则与原行星盘表面吹出的风有关,由于早期行星系统受强磁场支配,当这些磁场与旋转的气体尘埃相互作用时会产生强风,可能将物质吹出外围并留下间隙。

不管是哪个原因,原行星盘中的缺口很可能阻止两侧物质相互作用,并影响太阳系行星组成,比如间隙内侧,气体和尘埃整合为类地行星,包括地球、火星等,而间隙外侧形成巨行星。

间隙在其他原行星系统中经常见,但直到现在,我们终于也能证明自己的太阳系早期存在间隙。新论文发布在《科学前缘》(Science Advances)期刊。

(首图来源:麻省理工学院)