太陽系誕生之初曾經一片狼藉
太陽系誕生之初曾一片混亂,月球的傷疤使許多行星學家相信,這場“風暴”發生在大約39.5億年前。但據《科學》報導,一個新時間軸似乎推翻了這一理論,將混亂發生時間提前。
原始氣體和塵埃形成行星後,巨大行星慢慢開始相互拉扯,進而使它們的軌道失去平衡,這不但把冥王星等推入遙遠的柯伊伯帶,還可能引發了較小天體撞擊內行星。行星學家認為“動亂”發生在太陽系形成6.5億年後,但該理論存在一個缺陷:水星、金星、地球和火星可能無法在攻擊中倖存下來。
現在,一個新時間軸開始出現,它將混亂時間提前到太陽系誕生後不到1億年,甚至1000萬年。
20年前,科學家認識到行星的遷移造就了現代太陽系。法國蔚藍海岸大學行星科學家Alessandro Morbi DELL i及合作者提出的模型顯示,在巨大行星從氣體盤中形成後,木星便把它的行星“小伙伴”拉進了一個共振的軌道鏈;然而當失去氣體阻隔後,行星們便相互拉扯碰撞。
如今,在Icarus發表的一篇論文中,Morbidelli等人指出,“姍姍來遲”的混亂可能不會起作用。計算機模型顯示,如果混亂期來得太晚,那麼海王星和環繞在其軌道之外的行星盤之間會存在一個巨大缺口。但該缺口很少出現在模型中,Morbidelli說,這就表明災難不可能推遲。
此外,美國卡內基科學研究所的Matthew Clement等人已經在計算機模擬中表明,在太陽系形成後不到1000萬年開始的不穩定狀態,會讓內行星平靜地合併在一起,也會沖刷掉火星和小行星帶附近的行星形成物質,這就解釋了它們奇怪的低質量。
近日,Clement等人發表在《皇家天文學會月刊:快報》的一篇論文表明,臨近不穩定時期結束時,土星開始遠離木星,它們之間最後一次拉扯可能會將遠離軌道平面的小行星拋離軌道,從而造成小行星帶目前緊湊的結構。
儘管如此,勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室地球化學家Thomas Kruijer認為,幾乎沒有直接證據證明不穩定時期發生在太陽系形成早期,至少有兩種場景能夠解釋岩石行星是如何倖存下來的。但是Kruijer也認為,在太陽系的前1億年裡發生過一次撞擊是可能的。
科學家正在尋找更多觀測資料,以便分析在最初的1億年裡發生了什麼,這些資料可能來自小行星樣本、原始小行星群,也可能來自月球和火星上的隕石坑。