一種解釋海王星形成之謎的理論

                      文章作者:lili | 2016-12-16
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                      其實對于太陽系的構造我們依然處于不了解的狀況,比如第九大行星,究竟在哪?雖然我們堅信它的存在,但一直以來我們都沒有發現。首先它距離我們較遠,其次離太陽較遠,反射的太陽光弱。最后由于公轉的周期時間極長。科學家對于海王星的解釋一直有紕漏。像海王星這樣的巨行星,對于常規理論而已是不合理的。那么我們該如何解釋它呢?最近有科學家提出解釋的理論,我們來參考一下。

                      科學家解讀海王星形成之謎

                      海王星幾乎都是由氣體氫、氦,還有一些甲烷組成的。根據NASA的報道,海王星因為外面有一層甲烷,紅光被吸收掉,所以呈藍色

                      據國外媒體報道,雖然在銀河系中行星圍繞著恒星轉,但是它們是怎么形成的仍然是一個議題。盡管我們的太陽系是一個豐富世界,但是科學家們一直不能確定,行星是怎么形成的。現今,有兩種理論來解釋行星的來歷。最先提出也是最廣泛被接受的一個理論——核吸積模型,很好的解釋了類地行星的形成。但是在解釋像海王星這樣的巨行星的時候出現了問題。第二種模型是吸積盤不穩定模型,能夠解釋巨行星形成問題。

                      Greg Henry在一篇新聞稿中說:“這個發現是核吸積理論的強有力的證明。同時也能證明這類行星應該大量存在。”Henry是美國納西州州立大學的一位天文學家,發現這顆恒星的變黯淡的過程。美國西南研究所(WRSI)的研究人員Kevin Walsh在Space.com網站上說:“巨行星形成非常快,僅用幾百萬年。因為太陽周圍的氣體盤,只能維持4百萬年到5百萬年,因此這是一個時間限制。”

                      海王星幾乎都是由氣體氫、氦,還有一些甲烷組成的。根據NASA的報道,海王星因為外面有一層甲烷,紅光被吸收掉,所以呈藍色。在海王星大氣層里還存在少量其他元素。為了吸積這些氣體,海王星必須要快速形成一個大質量的核。這個大質量的核產生引力吸積這些較輕的元素,在它們被太陽風吹走之前。

                      根據吸積盤不穩定這一新的理論,在太陽系早期,塵埃和氣體就已經聚合在一起了。漸漸地這些團塊形成巨行星。這些行星的形成要比核吸積模型快,有時只需要幾千年,這就允許它們快速的吸積這些要逃逸的氣體。因此它們也能夠快速的達到一個可以使它們繞太陽穩定運行的質量,才不會使它們被太陽吸積。

                      核吸積理論最大的問題是巨行星形成的時間。最近的研究是,像礫石大小的小物體融合在一起組成巨行星是時間要比早前研究的要快1000倍。2015年,來自美國西南研究院的天文學家,這項研究的第一作者Harold Levison在Space.com上說:“這是第一個模型讓我們知道,你開始于一個非常簡單的太陽星云結構,結束于我們看到的巨行星系統。”在2012年,來自瑞典隆德大學的研究人員Michiel Lambrechts和Anders Johansen提出小的礫石是解釋巨行星快速形成的關鍵。

                      Levison說:“在形成行星的這一過程中剩余的礫石,原來認為一點也不重要,但這可能是行星形成問題的一個重要解決方案。”Levison和他的團隊建立起更詳細的關于小礫石怎樣形成現在我們看到的銀河系里的行星的模型。在之前的模擬中,大中型的天體吸積像礫石大小的物質的速率都是相對恒定的。Levison團隊的模擬表明較大的物體就像是惡霸,從中等大小的物體那搶走礫石,以較快的速率增大。同樣來自SWRI的聯合作者Kretke在Space.com上說:“較大的天體于撕裂較小的天體,以致它們分散在礫石盤上。這些較大的家伙吃掉所有的礫石,因此可使它們形成巨行星的核。”

                      起初,科學家們認為行星形成的位置和現在它們在太陽系的位置一樣。太陽系外行星的發現動搖了這些看法,揭開有一些龐大的天體會遷移這一事實。在2005年,一組發表在自然雜志上的文章提出,海王星和其他巨行星它們繞太陽運動的軌道比現在的軌道更接近圓形。一個約有35個天文單文大的由巖石和冰組成的盤環繞它們,超過海王星現在的軌道半徑。他們稱之為Nice 模型。

                      當行星與較小的天體相互作用時,把它們驅散到太陽周圍。在這個過程它們交換能量,使土星、海王星和天王星遠離太陽。最終,小的天體達到木星,然后被甩向太陽系的邊緣或者甩出太陽系。木星和土星的運動使天王星和海王星穿過剩余的冰盤做偏心運動。在“后期猛烈轟擊”時期,一些物質被向里拋射,撞擊類地行星。其他的物質被向外拋射,形成柯伊伯帶。.當它們慢慢地向外運動,海王星和天王星交換位置。最終,剩余碎片間的相互作用使它們進入圓形軌道,直到它們離太陽的距離和現在一樣。

                      在此過程中,一個或兩個巨行星被趕出太陽系。科羅拉多西南研究所的天文學家David Nesvorny已經對早期太陽系進行建模,尋找可以了解早期歷史的線索。Nesvorny在Space.com上說:“在早期,太陽系和現在非常不同,有更多的行星,可能也有和海王星一樣的大質量行星,形成或者被驅散到不同的地方。”

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