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        46亿年前,太阳系到底有多混乱?感谢小行星撞击了地球!

        2022-06-07  姿势分子_

        大约46亿年前,在一片原始星云中,有一颗恒星形成了,那就是我们的太阳。

        在太阳形成之后,原始星云中还残留着大量的物质,它们在引力的作用下,逐渐形成了行星以及其他小天体。地球、木星等行星,就是在太阳形成的差不多1亿年后相继出现的。

        行星和小天体的形成并不意味着太阳系已经尘埃落定,恰恰相反,太阳系由此进入到了一个极其混乱的时期。由于这些天体刚刚形成,还没有“配合好”,因此巨大的引力相互干扰,影响了彼此的运行。这个时期,甚至连体积巨大的行星都无法拥有一个稳定的轨道,更别提那些小天体了。

        对于这段时期的历史,科学家们一直很感兴趣,希望能够还原这段岁月。幸运的是,他们找到了记录这段历史的“见证者”——小行星。

        这些小行星形成于太阳系的最早期,并且在四十多亿年的岁月里一直保持着原始的模样,就像化石一样记录着那段历史。

        有一些小行星在互相撞击的过程中被剥落下来一些碎片,这些碎片最终坠落在地球表面,被人类发现。最近,苏黎世联邦理工学院和国家研究中心(NCCR)的Alison Hunt及其团队对一些陨石样本进行了分析,取得了新的发现。

        他们研究的不是普通的陨石,而是陨铁,也就是所谓的铁陨石。陨铁被认为是比较大的小行星的核心碎片,因此包含着非常多的金属元素。它们在碰撞中被剥离了外壳,暴露出来,甚至被轰炸出一部分碎片,来到地球。

        研究人员收集了18个不同的陨铁样本,对其中的钯、银和铂的同位素进行分析。我们知道,同位素是科学家们了解天体历史变迁的重要工具。

        研究人员重点关注的,是钯-107向银-107衰变的过程,这个衰变的半衰期大约是650万年,可以告诉科学家们关于太阳系早期的短寿命核素的的一些信息。我们常见的银元素的相对原子量是108,不过它还有银-107、银-109等同位素。根据陨铁中银-107的比例,研究人员可以确定它所属的小行星的内核在暴露到太空中后冷却的时间和速度。

        在此之前,就有研究人员利用这个方法对小行星进行过研究,不过当时他们忽略了一个因素,那就是银河系宇宙射线。这些射线可以影响衰变过程中的中子捕获过程,从而减少银-107和银-109的比例。

        在这一次研究中,科学家们对这个干扰进行了校正,校正的过程中就用到了铂元素。利用这个方法,他们以前所未有的精度确定了这些陨铁所属的小行星遭受碰撞的时间。

        研究的结果非常惊人,他们发现几乎所有的小行星核心都是同时被暴露出来的,具体时间是在太阳系形成的780~1170万年后。这意味着它们被轰炸的时间基本相同,也暗示着太阳系在这段时期是最混乱的。390万年的时间在宇宙的尺度下几乎是一瞬间的事,太阳系大量的天体碰撞都集中在这么短的时间内,确实令人感到匪夷所思。

        至于这个时期为何会如此混乱,研究人员提出了几种猜测。第一种就是我们开篇提到的,巨行星还没有稳定下来,扰乱了小行星的运行。还有一种猜测,则是和形成太阳系的原始星云有关。

        在太阳刚刚形成的时候,原始星云中还残留着大量的物质。在太阳形成后,这些气体、尘埃以及太阳系天体遭遇到了新的变化。

        一开始,这些气体的密度还是比较高的,在这样的环境下,行星和小行星的运行过程会因为遭受到它们的阻碍而比较慢。随着太阳的成长,其产生的辐射和太阳风也越来越强,就会把这些气体和尘埃吹走。随着这个星云被吹散,太空中物质的密度减小,阻力也就小了。没有了这些密集气体和尘埃的阻挠,小行星的加速和碰撞就变得更加频繁了。

        研究人员相信,这个过程对于太阳系早期小天体的碰撞起到了非常重要的作用。

        而且我们知道,太阳系早期的混乱不仅局限于小天体,还有行星之间的碰撞,但我们还是要感谢太阳系曾经有这样的一段岁月。就是在这个过程中,一颗名叫忒伊亚的行星撞上了地球,与原始地球融为一体,另一部分则被甩到太空,形成了今天的月球。

        不仅如此,大量携带着水的小天体也在这段岁月里撞击地球,带来了今天的水资源。可以说,如果没有这些小天体的撞击,地球可能不会有今天的生命。甚至还有科学家认为,地球上的第一个生命都是陨石带来的,如果这个理论是真的,我们就更要感谢小天体的撞击了。

        当然了,凡事都有两面性,如果今天再有小行星撞击地球,那就是人类的灾难了。幸运的是,今天的太阳系已经稳定了,不会再发生这样的剧变了。如果再有小行星来势汹汹,那么人类就要想办法把它赶走了。

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