塵埃之中如何孕育行星

圖為光亮的星盤---反映了其含有巨量塵埃---位于具有不同年齡的星球周圍（圖源自：NASA斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡）

據(jù)對(duì)年輕恒星周圍塵埃的新研究表明：它形成之初十分頻繁地遭到大型小行星的撞擊，其中包括大型天體與新生的行星，但研究結(jié)果表示此常見現(xiàn)象并不足以阻擋地球這類巖石星球的形成。

基于我們太陽系曾經(jīng)混亂無章的歷史，許多天文學(xué)家都猜測(cè)行星是從一系列渾然無序的碰撞中孕育而出。對(duì)266個(gè)星球的新研究也為此說法提供了全新的細(xì)節(jié)證據(jù)，同時(shí)還展現(xiàn)了行星形成之初的混亂場(chǎng)景。

來自亞利桑那大學(xué)的喬治里克教授稱：“在行星形成之初，曾是一片混亂的景象，與此同時(shí)我們能夠共同目睹一段漫長(zhǎng)崎嶇的行星成長(zhǎng)之路?！?/p>

美國(guó)宇航局的斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡如夜視儀一般，能夠探測(cè)宇宙中的紅外光。正因如此，它通過觀測(cè)被恒星熱量所點(diǎn)燃的塵埃顆粒，捕捉到了星球周圍的塵環(huán)圖像。作為研究領(lǐng)頭人的里克解釋到：“在巨大的天體互相碰撞后，我們通常能發(fā)現(xiàn)巨量的塵埃被釋放的空間中?！?/p>

我們推測(cè)地球這類巖石星球在形成初期是通過塵埃的不斷積累，以形成巖石；而巖石又與天體相互撞擊，其中些許得以保留并逐漸成長(zhǎng)成型。

來自哈佛-史密森尼天體物理中心的行星形成理論學(xué)家斯科特·凱尼恩解釋稱：“這個(gè)過程就像你床下不斷累積的灰塵團(tuán)子一樣，行星通過百萬年的時(shí)間逐漸變得巨大無比?！?/p>

當(dāng)然，行星的成長(zhǎng)旅程并非毫無波折。據(jù)推測(cè)，我們地球的衛(wèi)星——月球，正是在地球形成初期，因一個(gè)火星般大小的天體撞擊地球而形成。無獨(dú)有偶，在幾百萬年甚至千萬年以后，眾多大型小行星在我們的太陽系中橫沖直撞，月球上的隕石坑正是這混亂之紀(jì)的記載。

新的研究涵蓋了處于不同年齡階段的星球，它們從新生之際到八億歲之齡，由月球形成之際到地球孕育之初。地球如今已有45億歲，而我們的太陽卻更是比地球老一億年。

里克稱：若非斯皮策空間望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)，一些理論學(xué)家甚至還未曾想到在會(huì)有如此頻繁的碰撞發(fā)生在行星成長(zhǎng)之初。然而新的發(fā)現(xiàn)卻不止于此，該研究還展現(xiàn)了一些星球的有趣之處。

里克表示：“據(jù)我們推測(cè)，一百萬歲的恒星可能擁有更大，更明亮的星盤；然而，存在一百萬至一千萬年的星球的恒星更加黯淡。但我們發(fā)現(xiàn)，一些年輕的星球沒有星盤，而與其相反的是，一些蒼老的星球卻擁有巨大的星盤?！?/p>

無論如何，總的來說，研究中大多數(shù)塵埃吸積盤的觀測(cè)數(shù)據(jù)均表明：若所受撞擊嚴(yán)重程度的遞減，其星盤的亮度將隨之遞減。

天文學(xué)家此前為此拍攝了6張塵埃吸積盤的圖像。凱尼恩雖未參與此項(xiàng)研究，但其表示：這項(xiàng)研究將能夠?yàn)槿祟愑成涑鲂行切纬蛇^程的影像。而里克也稱之為“天文學(xué)中的怪談“。

除此以外，凱尼恩在NASA周一的電話會(huì)議中向記者表示這項(xiàng)研究目前已經(jīng)略有成效。

更重要的是，關(guān)于塵埃吸積盤新的研究細(xì)節(jié)呈現(xiàn)出了與太陽系的相關(guān)性。在之前的研究中，研究人員主要觀測(cè)了距離恒星較遠(yuǎn)的塵埃，而其距離也相當(dāng)于太陽系外層行星及其之外區(qū)域與太陽的距離。

里克表示：新的研究中所涵蓋的恒星全是距離地球500光年以內(nèi)的，大多數(shù)的質(zhì)量都是太陽的2.5倍，在此條件下，這些星球周圍的環(huán)境便能與年輕時(shí)的太陽所處的環(huán)境足夠相似。

這項(xiàng)研究將利用到紅外天文衛(wèi)星與紅外空間天文觀測(cè)站所存檔的檔案數(shù)據(jù)，其研究結(jié)果將會(huì)在《天體物理學(xué)雜志》中詳細(xì)介紹。

相關(guān)知識(shí)

太陽系是一個(gè)受太陽引力約束在一起的行星系統(tǒng)，包括太陽以及直接或間接圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的天體[a]。在直接圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的天體中，最大的八顆被稱為行星[b]，其余的天體要比行星小很多，比如矮行星、太陽系小行星和彗星。軌道間接圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的天體是衛(wèi)星，其中有兩顆比最小的行星水星還要大[c]。

BY: Robert Roy Britt

FY: iPenny

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