行星科学家将木星的诞生与地球的形成带联系起来

第一个~3 Myr早期内太阳系演化情景的示意图。图片来源：Science Advances （2025）。DOI：10.1126/sciadv.ady4823

（蜘蛛网eeook.com）据莱斯大学（作者：Alexandra Becker）：莱斯大学的新研究表明，巨行星木星以戏剧性的方式重塑了早期太阳系，雕刻出环和间隙，最终解释了行星科学中存在最久的谜题之一：为什么许多原始陨石在第一个固体形成后数百万年才形成。

这项研究将木星生长的流体动力学模型与尘埃演化和行星形成的模拟相结合，发表在《科学进展》上。

通过最先进的计算机模拟，行星科学家安德烈·伊齐多罗 （André Izidoro） 和拜巴夫·斯里瓦斯塔瓦 （Baibhav Srivastava） 发现，木星的快速早期生长破坏了太阳周围的气体和尘埃盘的稳定性。这颗行星的巨大引力在新生太阳系的圆盘中产生涟漪，造成“宇宙交通拥堵”，阻止小粒子螺旋进入太阳。相反，这些粒子聚集成致密的带状，在那里它们可以聚集成星子——行星的岩石种子。

令人惊讶的是，在这些带中形成的星子并不是太阳系最初的组成部分。相反，他们代表了第二代，出生在系统历史的后期。它们的诞生与许多球粒陨石的诞生同时发生——球粒陨石是一个石质陨石家族，保存了太阳系初期的化学和年代线索。

“球粒陨石就像太阳系黎明时分的时间胶囊，”莱斯大学地球、环境和行星科学助理教授伊齐多罗说。“它们已经坠落到地球上数十亿年，科学家们在那里收集和研究它们，以解开有关我们宇宙起源的线索。谜团一直是：为什么其中一些陨石形成得这么晚，比第一个固体形成晚了两到三百万年？我们的结果表明，木星本身为它们的延迟出生创造了条件。

球粒陨石尤为重要，因为它们是科学可用的一些最原始的材料。与第一代积木中的陨石不同，球粒陨石熔化、分化并失去其原始特征，球粒陨石保留了原始的太阳系尘埃和称为球粒的微小熔融液滴。几十年来，它们的晚期形成一直困扰着科学家们。

“我们的模型将以前似乎不适合的两件事联系在一起——陨石中的同位素指纹（有两种类型）和行星形成的动力学，”在伊齐多罗实验室工作的研究生斯里瓦斯塔瓦说。“木星生长得早，在气盘中打开了一个间隙，这个过程保护了太阳系内外物质之间的分离，保留了它们独特的同位素特征。它还创造了新的区域，星子可以晚得多地形成。

这项研究还有助于解释太阳系的另一个谜团：为什么地球、金星和火星聚集在距离太阳的一个天文单位周围，而不是像许多太阳系外行星系统那样向内螺旋。木星切断了气体物质流向内太阳系，抑制了年轻行星的向内迁移。这些不断增长的世界没有向太阳倾斜，而是仍然被困在地球及其邻居最终形成的类地区域。

“木星不仅成为最大的行星，它还为整个内太阳系设定了架构，”伊齐多罗说。“没有它，我们可能就没有我们所知道的地球。”

这些发现与天文学家现在使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 （ALMA） 望远镜在年轻恒星系统中观察到的引人注目的环和间隙结构一致，该望远镜是地球上有史以来建造的最复杂的天文台，位于智利北部。

“看着那些年轻的圆盘，我们看到巨行星开始形成和重塑它们的诞生环境，”伊齐多罗说。“我们自己的太阳系也不例外。木星的早期生长留下了一个我们今天仍然可以读到的签名，它被锁定在坠落到地球的陨石中。