一种解释海王星形成之谜的理论

文章作者:lili | 2016-12-16
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其实对于太阳系的构造我们依然处于不了解的状况,比如第九大行星,究竟在哪?虽然我们坚信它的存在,但一直以来我们都没有发现。首先它距离我们较远,其次离太阳较远,反射的太阳光弱。最后由于公转的周期时间极长。科学家对于海王星的解释一直有纰漏。像海王星这样的巨行星,对于常规理论而已是不合理的。那么我们该如何解释它呢?最近有科学家提出解释的理论,我们来参考一下。

科学家解读海王星形成之谜

海王星几乎都是由气体氢、氦,还有一些甲烷组成的。根据NASA的报道,海王星因为外面有一层甲烷,红光被吸收掉,所以呈蓝色

据国外媒体报道,虽然在银河系中行星围绕着恒星转,但是它们是怎么形成的仍然是一个议题。尽管我们的太阳系是一个丰富世界,但是科学家们一直不能确定,行星是怎么形成的。现今,有两种理论来解释行星的来历。最先提出也是最广泛被接受的一个理论——核吸积模型,很好的解释了类地行星的形成。但是在解释像海王星这样的巨行星的时候出现了问题。第二种模型是吸积盘不稳定模型,能够解释巨行星形成问题。

Greg Henry在一篇新闻稿中说:“这个发现是核吸积理论的强有力的证明。同时也能证明这类行星应该大量存在。”Henry是美国纳西州州立大学的一位天文学家,发现这颗恒星的变黯淡的过程。美国西南研究所(WRSI)的研究人员Kevin Walsh在Space.com网站上说:“巨行星形成非常快,仅用几百万年。因为太阳周围的气体盘,只能维持4百万年到5百万年,因此这是一个时间限制。”

海王星几乎都是由气体氢、氦,还有一些甲烷组成的。根据NASA的报道,海王星因为外面有一层甲烷,红光被吸收掉,所以呈蓝色。在海王星大气层里还存在少量其他元素。为了吸积这些气体,海王星必须要快速形成一个大质量的核。这个大质量的核产生引力吸积这些较轻的元素,在它们被太阳风吹走之前。

根据吸积盘不稳定这一新的理论,在太阳系早期,尘埃和气体就已经聚合在一起了。渐渐地这些团块形成巨行星。这些行星的形成要比核吸积模型快,有时只需要几千年,这就允许它们快速的吸积这些要逃逸的气体。因此它们也能够快速的达到一个可以使它们绕太阳稳定运行的质量,才不会使它们被太阳吸积。

核吸积理论最大的问题是巨行星形成的时间。最近的研究是,像砾石大小的小物体融合在一起组成巨行星是时间要比早前研究的要快1000倍。2015年,来自美国西南研究院的天文学家,这项研究的第一作者Harold Levison在Space.com上说:“这是第一个模型让我们知道,你开始于一个非常简单的太阳星云结构,结束于我们看到的巨行星系统。”在2012年,来自瑞典隆德大学的研究人员Michiel Lambrechts和Anders Johansen提出小的砾石是解释巨行星快速形成的关键。

Levison说:“在形成行星的这一过程中剩余的砾石,原来认为一点也不重要,但这可能是行星形成问题的一个重要解决方案。”Levison和他的团队建立起更详细的关于小砾石怎样形成现在我们看到的银河系里的行星的模型。在之前的模拟中,大中型的天体吸积像砾石大小的物质的速率都是相对恒定的。Levison团队的模拟表明较大的物体就像是恶霸,从中等大小的物体那抢走砾石,以较快的速率增大。同样来自SWRI的联合作者Kretke在Space.com上说:“较大的天体于撕裂较小的天体,以致它们分散在砾石盘上。这些较大的家伙吃掉所有的砾石,因此可使它们形成巨行星的核。”

起初,科学家们认为行星形成的位置和现在它们在太阳系的位置一样。太阳系外行星的发现动摇了这些看法,揭开有一些庞大的天体会迁移这一事实。在2005年,一组发表在自然杂志上的文章提出,海王星和其他巨行星它们绕太阳运动的轨道比现在的轨道更接近圆形。一个约有35个天文单文大的由岩石和冰组成的盘环绕它们,超过海王星现在的轨道半径。他们称之为Nice 模型。

当行星与较小的天体相互作用时,把它们驱散到太阳周围。在这个过程它们交换能量,使土星、海王星和天王星远离太阳。最终,小的天体达到木星,然后被甩向太阳系的边缘或者甩出太阳系。木星和土星的运动使天王星和海王星穿过剩余的冰盘做偏心运动。在“后期猛烈轰击”时期,一些物质被向里抛射,撞击类地行星。其他的物质被向外抛射,形成柯伊伯带。.当它们慢慢地向外运动,海王星和天王星交换位置。最终,剩余碎片间的相互作用使它们进入圆形轨道,直到它们离太阳的距离和现在一样。

在此过程中,一个或两个巨行星被赶出太阳系。科罗拉多西南研究所的天文学家David Nesvorny已经对早期太阳系进行建模,寻找可以了解早期历史的线索。Nesvorny在Space.com上说:“在早期,太阳系和现在非常不同,有更多的行星,可能也有和海王星一样的大质量行星,形成或者被驱散到不同的地方。”

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