北京
來源：科技日報
科技日報記者 張夢然
天文學家發現，木星軌道外側的塵埃環帶可能是太陽系“星子工廠”，即早期行星誕生的地方。德國馬克斯·普朗克太陽系研究所團隊在最新一期《天體物理學雜志》發表研究稱，他們通過計算機模擬證實，這一區域在短短兩百萬年內形成了成分迥異的星子，并首次將模擬結果與實驗室隕石分析精準匹配。
太陽系形成之初，年輕太陽被氣體塵埃盤環繞。塵埃逐漸聚集成公里級碎片——星子，其中一部分演化成行星，其余成為小行星前身。此前研究認為，星子形成并非線性過程，且圓盤各區域未必具備相同初始條件。新研究聚焦木星軌道外側的環狀高壓區：當木星吸積完軌道附近物質后，在塵埃盤中撕開缺口，外側形成穩定的“塵埃陷阱”，促使大量塵埃聚集并凝結成卵石大小的團塊。
團隊通過模擬重現了太陽系誕生后200萬至400萬年間的過程。結果顯示，該區域的塵埃陷阱不僅能高效生成星子，還能在數百萬年間產生成分差異顯著的天體。模擬首次將星子形成與特定隕石群關聯，即碳質球粒隕石，這類富含碳的石質隕石被證實形成于木星軌道外。
團隊在模型中精確追蹤了兩種關鍵物質的行為：脆弱易碎的細粒塵埃，以及在太陽系早期熱力作用下形成的穩定小團塊。模擬顯示，這兩種物質的運動、碰撞及濃度變化受木星引力顯著影響：較大的穩定團塊更易被木星軌道阻擋，而細粒塵埃則更易向太陽方向遷移。隨著時間推移，兩種物質在木星外側區域的比例不斷變化：最初50萬年，易碎物質比例逐漸下降，隨后百萬年間又持續上升，最終形成兩類截然不同的星子群體。
隕石大多是星子的碎片。“我們首次通過模擬完美復現了實驗室對隕石年齡和成分分析結果，證明隕石是驗證行星形成理論的‘試金石’?！瘪R克斯·普朗克行星研究所所長托斯滕·克萊因表示。研究還暗示，更早階段木星外的塵埃陷阱可能還孕育過其他類型隕石，這里應是太陽系星子的主要誕生地。
這項研究讓科學家拼湊出太陽系的成長拼圖，也為理解太陽系早期物質分布和行星起源提供了關鍵線索。
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