科学探索|地球成形之前 巨行星轨道或曾有过一场“车祸”( 二 )



科学探索|地球成形之前 巨行星轨道或曾有过一场“车祸”
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太阳系内其他天体为新模型提供了佐证
上述论文提出,早期巨行星轨道的动力学不稳定,导致起初的四大巨行星与另一个冰巨星在气体盘耗散时经历了大幅度轨道变化,冰巨星与木星触碰后被甩出太阳系,达到四大巨行星最终稳定的轨道分布,这与如今观测结果吻合 。
刘倍贝介绍,巨行星动力学不稳定会打破太阳系原有的平静,它们强大的引力扰动迫使周围小天体不断撞向其他行星和卫星,并在星体表面留下陨石坑 。月球陨石坑有着广泛的年龄分布,根据月球陨石坑的年龄分布可知,小行星撞击事件随时间自然衰减,这也与团队提出的早期不稳定模型契合 。
此外,类地行星的轨道也支持刘倍贝团队的模型 。根据观测,原始地球形成于原行星盘阶段,在太阳系诞生后3000万至1亿年间最终长成 。如果巨行星轨道不稳定发生在地球完全形成之前,巨行星轨道动荡有概率触发大碰撞事件,诱发原始地球与一个火星大小的天体相撞,逐渐形成现今的地月系统 。
“按尼斯模型所预期的,巨行星轨道不稳定发生在地球形成之后,地球就不能成为今天的地球 。”刘倍贝认为,早期动力学不稳定更符合来自太阳系其他天体关于小行星撞击时间的记录 。新模型也可以更好地解释后续形成的类地行星的质量和轨道构型,这些均为其有别于传统模型的优点 。
“这一模型很可能是太阳系演化理论中缺失的成分,文章新颖且意义重大 。”《自然》杂志审稿人对该研究评价道 。刘倍贝则表示,未来团队会进一步探究巨行星轨道演化对地球形成及其水起源的影响等问题 。