早期太阳系中的各种碰撞影响了行星的形成和演化
在太阳系中，八大行星是我们相对而言更为熟悉的宇宙天体，它们都围绕着我们的太阳运行。这些行星通过自身足够大的质量，维持着几乎球形的外观，并清除了其轨道附近区域中的任何碎屑和其他物体。关于行星的形成，一直都是所有人最感兴趣的天文话题之一，而这些行星的诞生时间，自然是在太阳系的早期。很长时期以来，科学家们也一直都在进行与行星形成和演化有关的诸多研究。
随着人类科学技术的进步，我们终于通过强大的计算能力和模拟实验，实现了早期太阳系中各种碰撞事件的再现。不管是两个较小物体之间摩擦，还是两个刚形成不久的行星胚胎之间的撞击，我们都可以通过科学手段呈现出这样的场景。而早期太阳系中行星的形成过程，以及它们如今的运行轨道，都可以从这些碰撞事件中得到重要的提示信息。那么，科学家们是如何通过早期太阳系留下的残余碎片，从而揭示行星形成模型中的差异？
早期太阳系中碰撞物体的模型
关于行星的形成过程，我们需要首先需要了解它们诞生的时期，太阳系具体是一个怎样的环境。或许很多人都有所不知，太阳系的早期就像是一个混乱而充满暴力的地方，行星的成长伴随着空间中各种大小不同的撞击发生。当行星状的胚胎刚刚形成的时候，一旦发生碰撞事件，它们便会经历决定其一生命运走向的关键时期。
在碰撞事件发生的时候，它们要么通过掉落其中的物质继续生长，要么因为这样的撞击而被彻底消灭。众所周知，行星模型无疑是非常复杂的，科学家们要对行星在形成过程中经历的所有都进行解释，那么便很可能需要数百万年的时间。所以，在过去的很长一段时间里，科学家们为了简化碰撞物体的模型，便将那些参与到撞击事件中的撞击物体简化为一个融合的物体。
然而，这样的假设的确存在很大的漏洞，因为，碰撞过程在很大程度上都会导致一部分物体落入更大的太空背景里。当然，这样的局限性主要是由于之前的计算功能不够强大所导致。但现在的情况完全不一样了，科学家们已经可以通过这些不完美的碰撞事件，对早期太阳系中行的星形成和消失进行更合理的解释。
行星在形成后不久便移动了位置
简单来说，行星的形成始于恒星诞生后残留的碎片和气体，然后通过引力对碎片施加的作用力，进一步形成了相对更大型的行星核。最终，这个能以更快速度吞噬气体的行星核，开始了自己迅速的膨胀历程。相对而言，在收集气体的时候，那些质量较重的岩石星体可以通过更快的速度形成更多的大气。
在之前的很长一段时间里，科学家们都曾以为行星现在的运行轨道，就是它们当初形成时的原始位置。然而，随着科学家们后来对太阳系进行了更多更深入的观测却发现，位于早期太阳系中的这些行星，其真实的表现其实并不像我们以为的那么平静。
不仅这样的认知并不正确，而且还发现了行星轨道的基本事实：其实，行星在形成之后没多久，便进行了位置的转移。不管是位于太阳系边缘的柯伊伯带的外观、火星让人意外的较小尺寸，还是那些来自外部太阳系、位于木星周围的冰冷碎片，其实都说明了行星的诞生位置并不处于现在的运行轨道之上。
新生行星之间的引力相互作用
几十年过去了，科学家们从未停止收集和行星起源有关的信息，同时也包括了它们在诞生的时候，如何与其他星体发生相互作用。早在2005年的时候，就有科学家认为天王星和海王星在与太阳距离更近的位置形成，而海王星则位于所有行星中最靠内层的位置。然而，这一切随着两者之间的引力作用和时间的推移而发生了变化。
海王星和天王星这两颗行星的位置完成了交换，并将那些原本位于柯伊伯带中的冰冷碎屑抛向了其他更小的行星。而这个交换的完成时间，一开始被大家锁定在了行星诞生之后的4.5亿年，也就是大约39亿年之前。在此之前，那些被向内跑向的材料原本可以通过这样的延误，从而与LHB时期的情况保持一致。
碰撞碎片和行星之间的差异有关
但是，在后来的一些研究中，却已经有一些证据说明了或许根本就不曾发生过LHB。可能有不少人对LHB并不了解，其实它早在阿波罗时代就出现了。科学家们从当时在月球收集到的样本判断，月球上的主要盆地至少已经存在了39亿年左右的时间。但是，就我们目前的研究来看，月球上的碎片很可能是在一次撞击事件中掉落下来的。
并且，随着更多的证据被发现，更将天王星和海王星的轨道转移时间提前到了气体消失的时刻，而这样的结论还需要科学家们通过更详细的碰撞过程来模拟行星的形成过程。事实上，两个在大小上存在较大悬殊的物体在发生碰撞的时候，其中较大的物体能吞噬掉较小物体的绝大部分物质。而当两个撞击物的大小相当时，情况则会变得更加复杂。散落碎片的旋转方式，不仅决定了行星上可以积聚材料的多少，同时还会带走角动量。
而行星的轨道，便是通过这些推动力的作用，从而呈现出圆形的特征。虽然，这些碰撞产生的碎片看似渺小，但却可以解释为什么有的行星具有较低的倾角和轨道偏心率，更能对行星的地质生长时间给予重要提示信息。在以后的时间里，科学家们还将对残余碎片的演化进行更多的研究，从而获取到与行星形成，以及小行星带演化有关的重要线索。
作者：石兰（抄袭必究）
