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小行星撞击后的碎片去哪了

新模型为破解太阳系谜案提供可能

来源:科技日报 编辑:张梦然 2021年09月03日 09:47

  太阳系存在一个重要谜案:小行星撞击的碎片哪去了?长期以来,科学家都找不到这种碎片的记录,这一困扰学界的谜团被称为“地幔失踪案”。而据物理学家组织网1日消息,天文学家最近利用计算机创建一个新的行星撞击模型,模拟显示的结果或为破解这一长达数十年的谜案提供了可能。

  在太阳系中,像水星、金星、地球和火星这样的类地行星,被认为是由星子(太阳星云的一种,为原行星盘和残骸盘内的固态物体)及小的早期行星形成的。这些早期的行星通过碰撞和合并,在时间的推移中逐渐“成长”,这一过程使它们具有了今天的规模。

  在行星成长中,这种碰撞所产生的碎片可以是从固体到气体各种形式,但这些剧烈碰撞所释放的物质,通常被认为会围绕太阳运行,“轰击”其他正在生长的行星并改变了小行星带的组成。但是现在看来,小行星带似乎没有包含这种撞击碎片的“记录”,这是几十年来一直困扰着天文学家和天体物理学家的一个谜团。

  美国亚利桑那州立大学地球与太空探索学院的研究人员对这种“差异结局”感到好奇。此次,他们着手创建了一个行星碰撞的高级计算机模型,并取得了令人惊讶的结果——模拟表明,这类大型碰撞主要形成的是气体,因此在当前的太阳系中几乎没有留下痕迹。

  结果显示,行星之间的大规模碰撞其实并没有产生岩石碎片,而是将岩石蒸发成了气体,与固体和熔融碎片不同,这种气体更容易逃离太阳系,几乎不留下行星撞击的相关痕迹。而此前,“大多数研究都专注于撞击的直接影响,但碎片的性质尚未得到充分探索。”研究人员艾伦·萨特表示。

  相关论文已发表在近期的《天体物理学杂志快报》上。

  总编辑圈点

  科学家很早就知道,形成水星、金星、地球、月球……都需要多次大型碰撞才能完成,但在小行星带,人们却没有观察到所预期的碎片,出现了理论模型和实际观察相矛盾的情况。其实,现在某些望远镜观测已经可以直接对此类巨大撞击的碎片成像,但大家却无法回到过去观察太阳系中的碰撞。这就凸显了计算机模拟的重要作用。模型再结合天体物理观测数据,就相当于在地球建立了测试和探索天文理论的“实验室”。

(责编:范婉璐)