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木星有45亿年的历史,我们现在从古老的宇宙雨滴中得知

了解科学家如何利用保存在陨石中的古老雨滴,首次准确测定了木星的形成时间。

Stephanie Edwards
作者:Stephanie Edwards
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Jupiter
(图片来源:Artsiom P/Shutterstock)

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得益于保存在小行星中的雨滴,木星有了新的生日。这些被称为球粒的雨滴,使一个科学家团队能够首次准确测定木星形成起源的日期。

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这项发表在 Scientific Reports 上的新研究,有助于回答关于我们太阳系的两个重要问题:木星是什么时候变成我们今天所知的巨行星的,以及球粒如何能告诉我们更多关于行星形成的信息。通过使用先进的计算机模型,科学家们重现了木星诞生周围的过程,并了解了这些过程是如何产生球粒的。

名古屋大学教授、该研究的合著者 Sirono Sin-iti 在一份 新闻稿 中说:“当星子相互碰撞时,水会瞬间汽化成膨胀的蒸汽。这就像微小的爆炸,将熔融的硅酸盐岩石分解成我们今天在陨石中看到的微小液滴。”

测定木星的形成年代

科学家们确定,木星大约在45亿年前形成,大约在太阳系诞生后180万年。他们研究了保存在抵达地球的 陨石 中的球粒,以确定这个日期。

随着木星成长为巨大的尺寸,其引力也随之增强。引力越强,它扰乱的物体就越多。其中一些物体包括围绕行星运行的小型岩石和冰体,也称为星子。随着这些天体的轨道被扰乱,它们会相互碰撞和粉碎,导致它们在撞击时爆炸和熔化。

这些熔化的岩石液滴会在太空中漂浮,直到落在经过的陨石上。现在,当科学家们在地球上发现陨石碎片时,他们可以利用这些保存下来的液滴——球粒——来帮助测定行星事件的年代。


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如何给古老的雨滴测定年代?

对球粒进行测年是一个非常困难且乏味的过程。每个球粒都是球形的,直径只有0.1至2毫米。只有当含有球粒的陨石碰巧完整地进入地球大气层时,才能进行研究。

由于其大小和温度,球粒可以告诉我们一颗行星可能有多古老。通过分析球粒,研究人员可以估计爆炸的星子含有多少水,并利用这些数据进行放射性同位素测年方法。

对于这项具体研究,使用了计算机模型来模拟木星的形成及其产生的球粒。为此,研究人员模拟了木星成长为巨行星的过程如何引起巨大的引力变化,导致富含水的岩石星子发生碰撞。

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意大利国家天体物理研究所的合著者兼高级研究员 Diego Turrini 在新闻稿中说:“我们将模拟球粒的特征和丰度与陨石数据进行了比较,发现模型自发生成了逼真的球粒。模型还表明,球粒的产生与木星密集地积聚星云气体以达到其巨大质量的过程同时发生。” “正如陨石数据告诉我们,球粒形成的高峰期发生在太阳系开始后的180万年,这也是木星诞生的时间。”

研究行星形成的前景

尽管研究团队对木星在我们太阳系中的作用有了更多的了解,但仍有许多问题有待解答。许多含有球粒的陨石已坠落到地球,而这些球粒显示出年龄范围很大,表明它们并非都来自木星的形成。

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科学家们推测,其他大行星(如 土星)的诞生也产生了球粒。他们还怀疑,类似的行星形成过程发生在比我们自己的太阳系更远的星系中。通过继续使用计算机建模来研究球粒,该团队希望了解更多关于我们太阳系内及更远范围内的行星形成。


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    Stephanie Edwards 是《发现》杂志的市场协调员,负责管理所有社交媒体平台,并撰写关注考古学、环境和公共卫生的数字文章。

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