“斗转星移” 科学家还原太阳系初始结构

美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家正在通过分析大量小行星和地球上陨石碎片内的同位素构成，还原太阳系形成初期原始的结构。

美国的科学家正在通过分析大量小行星和地球上陨石碎片内的同位素构成，还原太阳系形成初期原始的结构。（NASA）

科学家发现太阳系内最大的行星木星和土星，是在太阳系形成的初期就形成，随着它们的成长，它们的轨道在多方引力的作用下，既被拉近靠近太阳，又被推远，经过多次调整，最后才稳定在今天的状态。

由于木星和土星质量巨大，在太阳系形成的阶段，它们对其它天体的影响也很大。这份新研究认为，在太阳系形成初期，太阳系内很多行星根本就不在它们现在所在的位置。

研究人员考察多个不同的陨石群组的同位素构成。落到地球上的陨石几乎全都来自位于火星和木星之间的小行星带。虽然这个小行星带只是太阳系内很窄的一个范围，但是里面物质的来源却相当广，包含了来自整个太阳系各个地方的物质。

例如，研究人员在小行星带内发现了好几个特定光谱特征的小行星家族，各自有着特定不同的化学组成结构;另外，对地球陨石的分析，显示它们至少来源于大约一百个小行星带内不同的原始天体。

研究人员认为行星在吸积物质成长的阶段，形成了各自独特的物质特征。天文学家通过这种特征就能追踪到这些物质的来源天体，其中原始核合成物的同位素异常性就是具有代表性的一个强大的工具。

“如果我们想知道太阳系在形成初期的样子，我们需要一个工具重构这些原始结构。”这份研究的作者之一LLNL的宇宙化学家布伦内卡（Greg Brennecka）说：“我们找到一个方法，使用陨石内同位素的特征重构太阳系初期的模样。”

这个研究组的成员提取玄武质陨石测量里面核合成物内钕和锆同位素的特征，结果显示它们具有一种生成太阳的前体材料内特有的、同位素相对稀缺的特征。核合成物内其它几种元素也展现了类似的特征。研究称，这说明这种前体材料在太阳系早期阶段广泛存在。

“把这些同位素特征与太阳系重构的几种模型对比，把行星形成时期所在的位置和现在的位置联系了起来，帮助我们重构太阳系早期结构。”这份研究的主要作者兰德（Jan Render）说。

这份研究近期发表在《地球与行星科学快报》（Earth and Planetary Science Letters）上。