发表在《自然》期刊上的新研究显示，大约45亿年前，木星与太阳系早期一颗仍在形成的行星发生了正面碰撞，这可能解释了美国宇航局(NASA)“朱诺号”(Juno)宇宙飞船的惊人数据。来自莱斯大学和中国中山大学的天文学家表示：正面撞击场景可以解释“朱诺号”先前令人困惑的引力数据，该数据表明，木星核心密度比预期的要低，而且比预期的要长。莱斯天文学家和研究合著者安德里亚·艾塞拉说：
这令人费解，这表明发生了一些事情，搅动了木星地核，这就是巨大影响发挥作用的地方。行星形成的主要理论表明，木星最初是一颗密度大、多岩石或多冰的行星，后来从孕育我们太阳的原始气体和尘埃盘中聚集了厚厚的大气层。当这项研究的主要作者刘尚飞（音译）第一次提出这个观点时，他对这个观点持怀疑态度。认为这些数据可以被一个巨大的撞击所解释，刘尚飞曾是Isella团队的博士后研究员，现在中国珠海中山大学。这听起来非常不可能，就像万亿分之一的可能性。
但是，通过剪切计算使我们相信，这并不是不可能的。研究小组进行了数千次计算机模拟，发现快速增长的木星可能扰乱了附近“行星胚胎”的轨道，这些原行星处于行星形成的早期阶段。计算包括对不同场景下碰撞的概率和碰撞角度分布的估计。发现，在所有这些情况下，木星在最初几百万年内至少有40%的几率吞下一个行星胚胎。此外，木星大量产生“强引力聚焦”，这使得正面碰撞比掠食碰撞更常见。在用三维计算机模型展示了撞击将如何影响木星核心之后，碰撞的场景变得更加引人注目。
因为密度大，而且能量很大，所以撞击器就像一颗子弹穿过大气层，迎头击中核心。在撞击之前，有一个非常密集的核心，被大气层包围。正面冲击会把东西分散开来，稀释核心。掠食角度的撞击可能会导致撞击行星被引力捕获，并逐渐沉入木星的核心。和地球一样大的小型行星胚胎会在木星厚厚的大气层中解体。唯一一种可能导致核心密度剖面类似于朱诺号今天所测量到的情况是正面撞击，而这个行星胚胎质量大约是地球的10倍。
计算结果表明，即使这次撞击发生在45亿年前，在研究论文中提出的情况下，重质物质仍可能需要许多、数十亿年时间才能重新沉降回致密的内核。这项研究的意义已经超越了我们的太阳系，对恒星的天文观测可能可以用这种现象来解释。这仍然是一个新的领域，所以结果还远未确定，但由于一些人一直在寻找遥远恒星周围的行星，有时会看到红外辐射在几年后消失。有一种想法是，如果你看着一颗恒星，两颗岩质行星迎头相撞并粉碎，可能会产生一团尘埃，吸收恒星的光并重新发射它。
所以，可以看到一个闪光，从这个意义上说，现在你有了这个能发光的尘埃云。过了一段时间，尘埃消散，排放物也消失了。朱诺号的任务旨在帮助科学家更好地了解木星的起源和演化。这艘宇宙飞船于2011年发射，携带着测绘木星引力和磁场的仪器，并探测这颗行星的深层内部结构。该研究其他合作者还包括日本天体生物学中心的Hori Yasunori，苏黎世大学的Simon Muller和Ravit Helled，北京清华大学的郑晓晨和加州大学圣克鲁兹分校以及北京清华大学的林道格。
博科园｜研究/来自：莱斯大学
参考期刊《自然》
DOI: 10.1038/s41586-019-1470-2
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