在地球和太陽(yáng)系中的其他行星形成之前，太陽(yáng)曾經(jīng)被類似于土星的巨大塵埃環(huán)所圍繞。

美國(guó)宇航局(NASA)認(rèn)為，這些塵埃環(huán)可能阻止了地球成長(zhǎng)為“超級(jí)地球”，即體積大約是地球兩倍，質(zhì)量高達(dá) 10 倍的巨大行星。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，銀河系中約 30% 的類日恒星有超級(jí)地球圍繞其運(yùn)行。

超級(jí)地球在許多恒星系統(tǒng)中出現(xiàn)，給天文學(xué)家?guī)?lái)了很多懸而未決的問(wèn)題。美國(guó)萊斯大學(xué)的天體物理學(xué)家安德烈?伊齊多羅(André Izidoro)在聲明中提出疑問(wèn)：“如果超級(jí)地球十分常見(jiàn)，為什么我們太陽(yáng)系沒(méi)有超級(jí)地球呢?”

為了找出這個(gè)問(wèn)題的答案，伊齊多羅和他的同事們創(chuàng)建了一個(gè)太陽(yáng)系形成的計(jì)算機(jī)模型，該系統(tǒng)是從被稱為太陽(yáng)星云的塵埃和氣體坍縮云團(tuán)灰燼中形成的。

伊齊多羅等人的模擬表明，“壓力凸點(diǎn)”(或稱氣體和塵埃的高壓區(qū)域)會(huì)包圍著初生的太陽(yáng)。這些高壓區(qū)域很可能是粒子在強(qiáng)大引力作用下向太陽(yáng)移動(dòng)，加熱并釋放出大量蒸發(fā)氣體時(shí)產(chǎn)生的。

模擬顯示，固體顆粒蒸發(fā)成氣體時(shí)(被稱為升華線)可能會(huì)產(chǎn)生三個(gè)不同的區(qū)域。在離太陽(yáng)最近(或最熱)的區(qū)域，固體硅酸鹽變成了氣體;在中間區(qū)域，冰被加熱到足以變成氣體的程度;在最遠(yuǎn)的區(qū)域，一氧化碳變成了氣體。

伊齊多羅等人發(fā)現(xiàn)，像灰塵這樣的固體顆粒有時(shí)候會(huì)撞上這些“凸點(diǎn)”，并開始累積并形成環(huán)。萊斯大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)副教授安德里亞?伊塞拉 (Andrea Isella) 是該研究的合著者，他在聲明中說(shuō)：“壓力凸點(diǎn)幫助收集了塵埃顆粒，這就是為什么我們會(huì)看到光環(huán)的原因。”

如果不存在這些“壓力凸點(diǎn)”，太陽(yáng)就會(huì)迅速吞噬這些粒子，不會(huì)留下任何行星形成的種子。伊塞拉說(shuō)：“肯定有某些東西阻止了太陽(yáng)吞噬，以便讓行星有時(shí)間形成。”

隨著時(shí)間的推移，圍繞太陽(yáng)的氣體和塵埃逐漸冷卻，“升華線”逐漸靠近太陽(yáng)。這個(gè)過(guò)程使得塵埃積累成小行星，或小行星大小的行星種子，然后它們可能聚集在一起形成行星。伊齊多羅說(shuō)：“我們的模擬表明，壓力凸點(diǎn)可以濃縮塵埃，而移動(dòng)的壓力凸點(diǎn)可以起到小行星工廠的作用。”

伊齊多羅在聲明中表示，壓力凸點(diǎn)調(diào)節(jié)了太陽(yáng)系內(nèi)層可用于形成行星的物質(zhì)的數(shù)量。根據(jù)模擬，距離太陽(yáng)最近的環(huán)形成了內(nèi)太陽(yáng)系行星，即水星、金星、地球和火星。中間的環(huán)最終成為外太陽(yáng)系行星，而最外層的環(huán)形成了柯伊伯帶 (海王星軌道以外的區(qū)域) 中的彗星、小行星和其他天體。

更重要的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，如果他們?cè)谀M中推遲了中環(huán)形成的時(shí)間，那么超級(jí)地球可能就會(huì)在太陽(yáng)系中形成。對(duì)此，伊齊多羅說(shuō)：“在這些情況下形成壓力凸點(diǎn)的時(shí)候，大量的物質(zhì)已經(jīng)侵入了內(nèi)部系統(tǒng)，可以形成超級(jí)地球。因此，這個(gè)中部壓力凸點(diǎn)形成的時(shí)間可能對(duì)太陽(yáng)系的構(gòu)成至關(guān)重要。”

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