科学家提出了太阳系诞生新的假说

文章作者:bianji3 | 2017-12-29
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     太阳系的形成和演化始于46亿年前一片巨大分子云中一小块的引力坍缩。大多坍缩的质量集中在中心,形成了太阳,其余部分摊平并形成了一个原行星盘,继而形成了行星、卫星、陨星和其他小型的太阳系天体系统。

      这被称为星云假说的广泛接受模型,最早是由18世纪的伊曼纽·斯威登堡、伊曼努尔·康德和皮埃尔-西蒙·拉普拉斯提出。其随后的发展与天文学、物理学、地质学和行星学等多种科学领域相互交织。自1950年代太空时代降临,以及1990年代太阳系外行星的发现,此模型在解释新发现的过程中受到挑战又被进一步完善化。

      从形成开始至今,太阳系经历了相当大的变化。有很多卫星由环绕其母星气体与尘埃组成的星盘中形成,其他的卫星据信是俘获而来,或者来自于巨大的碰撞(地球的卫星月球属此情况)。天体间的碰撞至今都持续发生,并为太阳系演化的中心。行星的位置经常迁移,某些行星间已经彼此易位。这种行星迁移现在被认为对太阳系早期演化起负担起绝大部分的作用。

       就如同太阳和行星的出生一样,它们最终将灭亡。大约50亿年后,太阳会冷却并向外膨胀超过现在的直径很多倍(成为一个红巨星),抛去它的外层成为行星状星云,并留下被称为白矮星的恒星尸骸。在遥远的未来,太阳的环绕行星会逐渐被经过的恒星的引力卷走。它们中的一些会被毁掉,另一些则会被抛向星际间的太空。

      最终,数万亿年之后,太阳终将会独自一个,不再有其它天体在太阳系轨道上今太阳系形成的标准理论:星云假说,从其在18世纪被伊曼纽·斯威登堡、伊曼努尔·康德、和皮埃尔-西蒙·拉普拉斯提出之日起就屡经采纳和摒弃。对该假说重大的批评是它很明显无法解释太阳相对其行星而言缺少角动量。 然而,自从1980年代早期对新恒星的研究显示,正如星云假想预测的那样,它们被冷的气体和灰尘的盘环绕着,才导致这一假想的重新被接受。

     然而,近日科学家提出了新的假说,指出太阳系可能是从一颗古老死亡恒星周围的巨大气泡中诞生的。

  科学家称,来自一类名为“沃尔夫-拉叶星”(Wolf-Rayet stars)的大质量恒星的恒星风可能在数百万年的时间里,催生出一个巨大的太空气泡。气泡外部有一层密集的外壳,使尘埃和气体困在气泡内部并逐渐压缩,最终形成类似太阳的恒星。他们的解释模型发表在近期的《天体物理学杂志》上。

来自一类名为“沃尔夫-拉叶星”(Wolf-Rayet stars)的大质量恒星的恒星风可能在数百万年的时间里,催生出一个巨大的太空气泡。  来自一类名为“沃尔夫-拉叶星”(Wolf-Rayet stars)的大质量恒星的恒星风可能在数百万年的时间里,催生出一个巨大的太空气泡。

  来自芝加哥大学的研究者表示,这一新的理论或许能解释长期以来悬而未决的太阳系起源问题。这个问题的核心在于两种同位素——铝-26和铁-60——的异常比例。目前流行的假说认为,太阳系于数十亿年前在一颗超新星附近形成,而超新星的爆发能产生大量的这两种同位素。

  然而,研究显示这两种同位素的数量并不均衡,铁-60的数量似乎要少于铝-26。天文学家对形成于太阳系初期的陨石进行了分析,发现了同位素铝-26存在的证据。

  研究人员解释称,来自沃尔夫-拉叶星的恒星风可能把同位素铝-26吹到了太空中。沃尔夫-拉叶星的体积可以达到太阳的40到50倍。随着这些大质量恒星抛洒物质,恒星风可以将这些物质吹出巨大的气泡,并形成密度较高的壳包围在气泡周围。气泡内部的尘埃和气体逐渐压缩,形成新的恒星。

来自沃尔夫-拉叶星的恒星风可能把同位素铝-26吹到了太空中。沃尔夫-拉叶星的体积可以达到太阳的40到50倍。  来自沃尔夫-拉叶星的恒星风可能把同位素铝-26吹到了太空中。沃尔夫-拉叶星的体积可以达到太阳的40到50倍。

        研究人员称,大约1%到16%的类太阳恒星可能就形成于这样的气泡中。论文作者之一、芝加哥大学地球物理科学系的尼古拉斯·道菲斯(Nicolas Dauphas)教授说:“拥有这种外壳的气泡是诞生恒星的良好场所。”而且,沃尔夫-拉叶星还能释放出大量的铝-26,而非铁-60。

  这或许就能解释早期太阳系中两种同位素的奇怪比例。“这一假说的概念是,来自沃尔夫-拉叶星的同位素铝-26由恒星周围的尘埃颗粒携带着向外扩散,”共同作者、天文学和天体物理学助理教授Vikram Dwarkadas说,“这些颗粒具有的动能不足以穿过外壳,因此它们大部分被摧毁了,使铝-26困在气泡内部。”

  研究者表示,沃尔夫-拉叶星最终可能以超新星的形式爆发,或者塌缩成一个黑洞,后一种情况几乎不会产生铁-60。

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