太阳系的行星工厂

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翻译：葛文迪

校对：牧夫校对组

编排：胡暖暖

后台：朱宸宇

https://phys.org/news/2026-05-ligovirgokagra-precision-gravitational-astronomy.html

在木星轨道正外侧，形成了一个高压气体环形区域。在这个"尘埃陷阱"中，数百万年间形成了不同成分的星子。

图片来源：MPS / hormesdesign.de

研究人员长期以来一直怀疑，这一过程是混乱且不均匀的，而非有序的。太阳系早期不同区域可能在不同条件下演化，不同发展阶段的星子可能同时形成。

如今，德国马克斯·普朗克太阳系研究所（MPS）的科学家表示，他们已在木星轨道正外侧识别出一个特别重要的区域。根据发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究，这个环形区域是星子高效且高度多样化的诞生地。

他们的计算机模拟表明，在大约两百万年的时间里，该区域产生了成分截然不同的星子。

不同的碳质球粒陨石群（此处为CO、CV、CM、TL、CI和CR）可以追溯到大约两百万年间形成的不同世代的星子。它们在细粒物质（此处以蓝色显示）和包体（此处以棕色显示）的比例上有所不同。

图片来源：MPS / hormesdesign.de

"不同类型的星子显然在尘埃气体盘的同一区域形成，只是时间不同。木星轨道正外侧的区域为此提供了绝佳条件，"行星形成莉泽·迈特纳研究组负责人乔安娜·德拉兹科夫斯卡表示。

木星轨道形成了一个强大的尘埃陷阱

该研究聚焦于太阳系诞生后约两百万年至四百万年的时期。到那时，木星已经清扫了其轨道附近的大部分物质，在周围的气体和尘埃盘中留下了一个空隙。

科学家认为，这一过程还在木星轨道正外侧形成了一个气体压力增强的环。漂移穿过该盘的尘埃颗粒被困在那里，导致大量物质堆积。这些密集的尘埃集合形成了称为卵石的小型团块。

早期研究已经表明，在这些"尘埃陷阱"内部的卵石可以在太阳系早期迅速成长为星子。然而，研究人员尚不清楚同一区域是否能够在漫长时期内持续产生成分截然不同的天体。

碳质球粒陨石的外观可能大不相同。有些，如这里展示的阿连德陨石，含有高比例清晰可辨的包体。

图片来源：MPS / T. Klawunn

新研究表明这是可能的

利用先进的模拟，研究团队发现，在这个尘埃陷阱中，数百万年间可能形成了几个截然不同的星子种群。结果也与地球上发现的特定陨石群的特征高度吻合。

"我们首次成功地利用早期太阳系的计算机模拟准确再现了陨石实验室研究的结果。陨石可以说是行星形成理论的试金石，"MPS 所长兼宇宙化学家托尔斯滕·克莱因表示。

古老陨石揭示行星形成的线索

陨石是从太空飞来并在大气层中幸存下来的岩石碎片。大多数被认为是古代星子的碎片，自太阳系最早时期以来基本保持不变。

研究人员专注于碳质球粒陨石，一种富含碳的石质陨石。先前的实验室研究表明，这些陨石在模拟研究所考察的同一时期于木星外侧形成。

科学家根据年龄和成分将碳质球粒陨石分为六组。有些很脆弱，主要由容易碎裂的细粒物质组成。另一些更坚固，含有嵌入在较细物质中的可见包体。

在模拟中，这些材料对应于年轻太阳系中存在的两种不同物质。一种由易碎的尘埃物质组成，另一种由在早期较热区域形成并随后扩散到整个盘中的更稳定团块构成。

"对于我们的模拟来说，在小尺度和大尺度上模拟两种物质的行为和相互作用至关重要，"MPS 博士生、论文第一作者内雷亚·古鲁查加表示。

另一些，如伊武纳陨石，几乎完全由细粒、易碎的物质组成。这里展示的胶囊仅约一厘米长，含有少量这种非常罕见的陨石颗粒。

图片来源：MPS / T. Klawunn

模拟揭示多代太空岩石

模型追踪了单个颗粒的碰撞以及物质穿过巨大气体盘的大规模运动。颗粒可以粘在一起、碎裂、向内漂向太阳，或在密集区域聚集。

模拟显示，木星对较大、较坚固的颗粒的阻碍作用强于对微小尘埃颗粒。与此同时，新星子的形成逐渐消耗了部分可用物质。

随着时间的推移，这些效应导致不同混合的物质聚集在木星轨道外侧的区域。随着平衡发生变化，明显不同的星子世代开始出现。

在最初的50万年间，易碎物质的数量最初下降，随后在接下来的100万年间再次增加。最终，出现了两个截然不同的星子种群。一组主要由脆弱物质组成，另一组则由更稳定的物质主导。

研究人员认为，甚至更早的陨石类型，超越碳质球粒陨石之外，也可能在同一个尘埃陷阱中形成。

"有强有力的证据表明，尘埃陷阱是我们太阳系中星子的首选诞生地，"乔安娜·德拉兹科夫斯卡表示。

责任编辑：郭皓存

牧夫新媒体编辑部

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