木星45億年前，被10倍質(zhì)量地球的行星正面撞擊，而被稀釋了！

2019-10-03 13:49 作者:博科園 0人讀過 | 我要投稿

發(fā)表在《自然》期刊上的新研究顯示，大約45億年前，木星與太陽系早期一顆仍在形成的行星發(fā)生了正面碰撞，這可能解釋了美國宇航局(NASA)“朱諾號”(Juno)宇宙飛船的驚人數(shù)據(jù)。

來自萊斯大學和中國中山大學的天文學家表示：正面撞擊場景可以解釋“朱諾號”先前令人困惑的引力數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表明，木星核心密度比預期的要低，而且比預期的要長。萊斯天文學家和研究合著者安德里亞·艾塞拉說：

這令人費解，這表明發(fā)生了一些事情，攪動了木星地核，這就是巨大影響發(fā)揮作用的地方。行星形成的主要理論表明，木星最初是一顆密度大、多巖石或多冰的行星，后來從孕育我們太陽的原始氣體和塵埃盤中聚集了厚厚的大氣層。當這項研究的主要作者劉尚飛（音譯）第一次提出這個觀點時，他對這個觀點持懷疑態(tài)度。認為這些數(shù)據(jù)可以被一個巨大的撞擊所解釋，劉尚飛曾是Isella團隊的博士后研究員，現(xiàn)在中國珠海中山大學。這聽起來非常不可能，就像萬億分之一的可能性。

但是，通過剪切計算使我們相信，這并不是不可能的。研究小組進行了數(shù)千次計算機模擬，發(fā)現(xiàn)快速增長的木星可能擾亂了附近“行星胚胎”的軌道，這些原行星處于行星形成的早期階段。計算包括對不同場景下碰撞的概率和碰撞角度分布的估計。發(fā)現(xiàn)，在所有這些情況下，木星在最初幾百萬年內(nèi)至少有40%的幾率吞下一個行星胚胎。此外，木星大量產(chǎn)生“強引力聚焦”，這使得正面碰撞比掠食碰撞更常見。在用三維計算機模型展示了撞擊將如何影響木星核心之后，碰撞的場景變得更加引人注目。

因為密度大，而且能量很大，所以撞擊器就像一顆子彈穿過大氣層，迎頭擊中核心。在撞擊之前，有一個非常密集的核心，被大氣層包圍。正面沖擊會把東西分散開來，稀釋核心。掠食角度的撞擊可能會導致撞擊行星被引力捕獲，并逐漸沉入木星的核心。和地球一樣大的小型行星胚胎會在木星厚厚的大氣層中解體。唯一一種可能導致核心密度剖面類似于朱諾號今天所測量到的情況是正面撞擊，而這個行星胚胎質(zhì)量大約是地球的10倍。

計算結(jié)果表明，即使這次撞擊發(fā)生在45億年前，在研究論文中提出的情況下，重質(zhì)物質(zhì)仍可能需要許多、數(shù)十億年時間才能重新沉降回致密的內(nèi)核。這項研究的意義已經(jīng)超越了我們的太陽系，對恒星的天文觀測可能可以用這種現(xiàn)象來解釋。這仍然是一個新的領(lǐng)域，所以結(jié)果還遠未確定，但由于一些人一直在尋找遙遠恒星周圍的行星，有時會看到紅外輻射在幾年后消失。有一種想法是，如果你看著一顆恒星，兩顆巖質(zhì)行星迎頭相撞并粉碎，可能會產(chǎn)生一團塵埃，吸收恒星的光并重新發(fā)射它。

所以，可以看到一個閃光，從這個意義上說，現(xiàn)在你有了這個能發(fā)光的塵埃云。過了一段時間，塵埃消散，排放物也消失了。朱諾號的任務旨在幫助科學家更好地了解木星的起源和演化。這艘宇宙飛船于2011年發(fā)射，攜帶著測繪木星引力和磁場的儀器，并探測這顆行星的深層內(nèi)部結(jié)構(gòu)。該研究其他合作者還包括日本天體生物學中心的Hori Yasunori，蘇黎世大學的Simon Muller和Ravit Helled，北京清華大學的鄭曉晨和加州大學圣克魯茲分校以及北京清華大學的林道格。