科學家終于“登上”了太陽系相當于落基山脈的高度，在發(fā)表在《自然天文學》期刊上的一項研究中，來自美國和日本的科學家揭示了我們宇宙鄰居“大鴻溝”的可能起源。這種眾所周知的分裂，可能在太陽剛形成時就把太陽系分開了。

這一現(xiàn)象有點像落基山脈將北美分為東西兩部分。一邊是“地球”行星，如地球和火星。它們是由與更遙遠的“木星”(如木星和土星)大不同類型的物質(zhì)組成。

東京理工學院地球生命科學研究所(ELSI)的研究員，主要作者Ramon Brasser說：?問題是如何創(chuàng)造出這種成分上的區(qū)別？如何確保來自太陽系內(nèi)外的物質(zhì)在其歷史早期就不會混合在一起呢？布拉瑟和合著者、科羅拉多大學博爾德分校地質(zhì)科學系教授斯蒂芬·莫伊齊斯(Stephen Mojzsis)認為：我們已經(jīng)找到了答案，這可能會為地球上生命的起源提供新線索。

太陽圓盤上有重要的線索

早期太陽系至少被一個環(huán)狀結構分割成兩個區(qū)域，該結構在年輕的太陽周圍形成了一個圓盤。這個圓盤可能對行星和小行星的演 化，甚至對地球上生命的歷史有著重大 ?影響。?這種成分差異最可能的解釋是：它來自這個氣體和塵埃圓盤的內(nèi)在結構。研究人員創(chuàng)造出了一個術語“大鴻溝”，今天看起來并不太像。這是一片相對空曠的空間，位于木星附近，恰好在天文學家所說的小行星帶之外。

但是仍然可以在整個太陽系中探測到它的存在，從這條線向太陽移動，大多數(shù)行星和小行星傾向于攜帶相對較低的有機分子豐度。然而，向木星和更遠的方向走去，就會出現(xiàn)一幅不同的圖景：太陽系這個遙遠部分的，幾乎所有東西都是由富含碳的物質(zhì)組成。這種區(qū)別當它第一次被發(fā)現(xiàn)時真的是一個驚喜，許多科學家認為木星是造成這一意外的原因。

當時的想法是，這木星的質(zhì)量如此之大，以至于它可能起到了引力屏障的作用，阻止了來自太陽系外部小行星和塵埃螺旋向太陽系內(nèi)部旋轉?？茖W家們使用了一系列計算機模擬來探索木星在太陽系演化中的作用。發(fā)現(xiàn)，雖然木星很大，但它在形成之初可能從來沒有大到足以完全阻止巖石物質(zhì)向太陽內(nèi)移動的程度。如果木星不是負責創(chuàng)造和維持這種成分區(qū)別的原因，那還能是什么呢？

顯而易見的解決方案

多年來，在智利阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)天文臺的科學家們注意到，遙遠恒星周圍有一些不尋常的東西：年輕恒星系統(tǒng)經(jīng)常被氣體和塵埃組成的圓盤包圍，在紅外線下，它們看起來有點像老虎的眼睛。如果太陽系在數(shù)十億年前就存在類似的環(huán)，那么從理論上講，它可能是造成大鴻溝的原因。這是因為這樣的環(huán)會產(chǎn)生高低壓氣體和塵埃交替帶。反過來，這些帶可能會將太陽系最早的“積木”拖入幾個截然不同的下沉：

其中一個將會產(chǎn)生木星和土星，以及另一個地球和火星。在山區(qū)，大分水嶺導致水以這樣或那樣的方式流失，這類似于這種壓力沖擊會如何分割太陽系中的物質(zhì)”。但是，太空中的障礙可能并不完美。一些太陽系外物質(zhì)可能仍在攀越分水嶺。而這些外圍物質(zhì)可能對地球的演變起到了重要作用。那些可能進入地球的物質(zhì)將是那些揮發(fā)性、富含碳的物質(zhì)，這給了地球水和有機物等等，剩下的就是地球歷史了。

博科園｜研究/來自：科羅拉多大學博爾德分校

參考期刊《自然天文學》

DOI: 10.1038/s41550-019-0978-6

博科園｜科學、科技、科研、科普