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为什么木星的快速增长被推迟了数百万年

美国宇航局朱诺号飞船拍摄的木星南半球。(Gerald Eichstädt/Seán Doran/NASA/JPL Caltech/SwRI/MSSS)最新研究表明,太阳系中最大的行星木星为什么要等待大约200万年才能形成早期的快速增长。

一个由瑞士研究人员领导的小组发现,在这段时间里,千米大小的行星撞上了这颗巨大的行星,产生高能区。这种轰击使得气体分子很难吸积,迫使行星生长得更慢。

太阳系大约有45亿年的历史,一种流行的行星形成理论说,它们是由环绕年轻太阳的气体和尘埃组成的绕轨道云形成的。随着时间的推移,气体和尘埃聚集成小世界,逐渐相互吸积形成行星。[我们的太阳系:行星的照片之旅]

木星的历史更为复杂。研究的主要作者、瑞士伯尔尼大学的天体物理学家亚恩·阿利伯特在一份声明中说,有趣的是,较小的天体帮助木星积累了质量,而撞击行星的较大天体反而为行星增加了能量而不是质量第一个百万年的形成是通过收集厘米大小的鹅卵石,其质量是地球的20倍。

然而,在接下来的两百万年里,这颗行星发现了更大的,千米大小的小天体,它们被称为行星。由于这些星体较大,它们以更大的能量撞击行星,释放出更多的热量,减缓了木星的形成。所以,当木星300万年前,它的质量是地球的50倍,它的增长速度要慢得多。

木星膨胀的阶段:在最初的100万年里,它收集小卵石,然后在接下来的200万年里,它收集小行星,使它生长得更慢。最后,它能够吸积气体并迅速生长。(Yann Alibert(Universität Bern)等人/自然天文学)

在那一阶段之后,行星通过失控的气体吸积迅速膨胀到今天的比例,超过地球质量的300倍,这项新的研究发现,

伯尔尼大学说,这项新的数据与另一组研究人员从去年发表在《美国国家科学院院刊》上的陨石成分观测中收集到的一组独立结果排成一列。早期的研究由德国明斯特大学和加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究员托马斯·克鲁杰领导。

克鲁杰的研究小组发现,所研究的陨石似乎来自太阳系中的两个“贮水池”,它们被分成太阳系的内部区域,而太阳系形成约100万年后开始的外带。研究人员说,木星的引力是来自木星和气态巨行星所在的外太阳系的物质不能与太阳系内部相互作用的原因,太阳系内部是地球和其他岩石行星今天的运行轨道伯尔尼团队对这些信息进行了更详细的建模,以找出原因。同样的增长延迟也可能发生在天王星和海王星,但需要更多的研究来证实这一假设。

一篇基于这项新研究的论文今天(8月27日)发表在《自然天文学》杂志上。

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