火星和木星之间独特的小行星带可能是在近40亿年前的行星弹球游戏中形成的。一项新的研究表明,巨大的气态巨行星的迁移将一些小行星拉入环形构造,并将其他小行星甩了出去。
木星、土星、天王星和海王星被认为是在彼此靠近时形成的,然后由于与大量岩石碎屑的引力相互作用而改变了它们的轨道。它们的运动随后导致岩石碎屑像保龄球瓶一样散开,这可能解释了为什么大约38亿年前地球、月球和火星遭受了如此多的陨石坑 [New Scientist]。
天文学家们长期以来一直对小行星带内物质分布不均感到困惑,那里
有一些区域的小行星数量远低于预期……其中一些被称为柯克伍德空隙,位于木星或土星的引力会极大地破坏小行星的区域,导致它们被弹出小行星带,但许多空隙位于目前稳定的区域 [Cosmos]。
研究人员决定检验行星迁移导致太阳系早期空隙形成的理论。行星科学家David Minton和他的同事
设计了一个模型,模拟了外层“气态巨行星”影响下的小行星带,从而能够测试随着行星轨道随时间变化而产生的物质分布。Minton说,在一个轨道保持静态的模拟中,结果与观测证据不符。“那里,”他说,“应该有很多小行星,但我们看到的小行星数量却少得多” [Scientific American]。
一个模拟了行星迁移的模拟显示,行星与岩石碎屑在特定区域发生相互作用,将小行星高速射出小行星带,并雕刻出与真实情况非常吻合的虚拟沟壑。
该研究还表明,木星向内漂移靠近太阳,而土星和其他气态巨行星则向外漂移。然而,Minton说,这些发现无法预测“迁移发生的具体时间”或行星的确切轨道。另一方面,他说,“我们希望看到一个明确的迁移记录,而这正是我们认为我们发现的” [ScienceNOW Daily News]。
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