木星和土星的“出生地”在哪儿?

“青少年”时期的太阳被一个由气体和尘埃组成的旋转圆盘包围着,而行星就是从这个圆盘中诞生的。

天文学家认为,早期形成的行星的轨道最初是密堆积的圆形,然而,较大天体之间的引力相互作用逐渐打乱了这种排列,并导致幼小的巨行星迅速“改组”(即变换轨道),最终形成了我们今天看到的排列结构。

10月29日,美国卡内基?梅隆大学的Matt Clement在美国天文学会行星科学部门虚拟会议上公布:其研究团队通过6000次数据模拟实验还原了太阳系的演化过程,并揭示了一个关于木星和土星原始位置关系的重要细节。

这项日前刊发在美国行星科学杂志《伊卡洛斯》上的研究成果将让我们更完善地理解塑造太阳系独特结构的力量。

Clement介绍道:“在太阳系中,行星的排列是非同寻常的,所以我们使用数据模型来逆向还原其形成过程。这就类似于在车祸发生后试图弄清楚发生了什么——车开得有多快,朝什么方向行驶等等。”

人们曾认为:在形成初期,土星每绕太阳转两圈,木星就绕太阳转三圈。但是这一轨道比率并不能完美解释我们今天看到的巨行星排列结构。该团队的模型显示,当木星与土星轨道比率为1:2时产生的行星“规划图”可能与如今我们的观测结果更加接近,而这也揭示了木星和土星的原始位置关系。

此外,该模型运算结果还表明:天王星和海王星的位置是由柯伊伯带(Kuiper belt)的质量和一颗在太阳系形成初期被“踢出”太阳系的冰质巨行星质量共同决定的。柯伊伯带是位于太阳系边缘的冰覆盖区,由无数矮行星和小行星(包括冥王星)构成。

Clement认为,如今模型的有效性已被证实,研究人员可以利用该模型协助研究地球或是类地行星的形成。

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