科学探索|新研究揭示太阳系开始时的不稳定性对神秘“9号行星”的影响新研究揭示太阳系开始时的不

近日，来自密歇根州立大学的Seth Jacobson及中国和法国的同行们公布了一个新的理论，它可能有助于解决我们的太阳系如何演变的银河系之谜。具体来说，气体巨头--木星、土星、天王星和海王星--是如何到达它们所在的位置并像它们那样围绕太阳运行的？

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这些发现对像地球这样的陆地行星如何发展以及第五颗气体巨行星潜伏在500亿英里之外的可能性产生了影响。
来自自然科学学院地球和环境科学系的助理教授Jacobson说道：“我们的太阳系并不总是看起来像今天这样。在其历史上，行星的轨道已经发生了根本性的变化。但我们可以弄清楚发生了什么。”

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一个不错的模型
巨大的、旋转的宇宙气体和尘埃云诞生了恒星。当我们的太阳点燃时，早期的太阳系仍充满了原始的气体盘，它在包括气态巨行星在内的行星的形成和演变中发挥了重要作用。
在20世纪末，科学家们开始相信，气体巨行星最初是以整齐、紧凑、均匀间隔的轨道绕着太阳运行。然而木星、土星和其他的行星却早已沉淀为相对长方形、错位和分散的轨道。

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所以现在研究人员的问题是为什么？
2005年，一个国际科学家小组在《自然》的三篇里程碑式的论文中提出了这个问题的答案。该解决方案最初是在法国尼斯提出的，被称为尼斯模型。它假设这些行星之间存在着不稳定性，一组混乱的引力相互作用进而最终使它们走上了目前的道路。
Jacobson说道：“这是人们对早期太阳系思考方式的一次构造性转变。”
虽然尼斯模型仍是一个领先的解释，但在过去的17年里，科学家们发现了新的问题--什么引发了尼斯模型的不稳定性。
比如人们最初认为气态巨头不稳定发生在孕育太阳系的那个原始气体盘散开后的数亿年。但较新的证据表明它发生得更快。这也提出了关于作为地球家园的太阳系内部如何演变的新问题。

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Jacobson跟中国浙江大学的Beibei Liu和法国波尔多大学的Sean Raymond合作以帮助找到了一个跟不稳定如何开始有关的解决方案。该团队提出了一个新的触发器。
“我认为我们的新想法可以真正放松该领域的许多紧张局势，因为我们提出的是一个非常自然的答案，即巨行星的不稳定性是何时发生的，”Jacobson说道。
【科学探索|新研究揭示太阳系开始时的不稳定性对神秘“9号行星”的影响】新触发器
这个想法始于Raymond和Jacobsen在2019年的一次谈话。他们的理论是，气体巨行星可能是因为原始气体盘的蒸发方式而被设定在它们目前的路径上。这可以解释这些行星是如何在太阳系演化过程中比尼斯模型最初假设的时间更早地扩散开来的，甚至可能没有不稳定因素把它们推向那里。
Raymond表示：“我们想知道尼斯模型是否真的有必要解释太阳系。我们提出了这样一个想法，即巨行星可能会在圆盘消散时通过‘反弹’效应扩散出去，也许从来没有出现过不稳定。”