本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。
探尋太陽發光的起點
藝術家的原太陽概念位於太陽星雲的中心。圖片來源：NASA
通過保存在原始隕石中的化學指紋，加州大學聖地牙哥分校的科學家們確定：在超過45億年前的太陽系第一種物質形成期間，那個最終成為太陽的坍塌氣體雲正在散發著明亮的光。
圖片：太陽星雲，來源：Google
他們將發現詳細的發表在了《科學》雜誌上。他們是第一個提供確鑿證據證明原太陽通過發射足夠的紫外線能量，催化有機化合物、水和其他地球生命進化所必需的有機物的形成，成為了化學形成太陽系中不可或缺的存在。
圖片：原太陽概念圖，來源：Google
在此論文發表前，科學家們一直都在爭論著到底早期太陽系中產生的化合物，是在太陽能量的幫助下產生的，還是通過其他方法形成的。
「最基本的問題是：當時的太陽是否已經被點燃，像現在一樣燃燒運作著？」加州大學聖地牙哥分校物理科學系主任兼化學教授，也是該研究項目的領導人馬克·蒂門斯教授說。因為在45.5億年前的地質記錄中，沒有任何證據可以回答這個問題。
圖片：馬克蒂門斯教授，來源：中國科學技術大學
隨後，蒂門斯實驗室的博士後研究員威奈提出了一個解決方案：通過他自主開發的一項極其靈敏的測量手段能夠回答這個問題。他搜尋了一種從原太陽中發出的高能風的化學指紋——它原本被困於四個原始隕石群的硫化物的同位素或形式中。這四個隕石是早期太陽系中最古老的殘留物。天文學家認為，高能風將物質從旋轉太陽星雲的核心吹入其薄餅狀的吸積盤中，隨後隕石、小行星和行星在這個區域中形成。
圖片：吸積盤，來源：Wikipedia
加州大學聖地牙哥分校的化學家們運用五年前開發出來的蒂門斯技術，揭示關於古代巖石中嵌入的氧和硫同位素的變化，進而揭示了地球上早期大氣的細節。這些化學家們有能力從隕石的硫化物中推理出太陽風的強度，也就能夠推理出原太陽的強度。他們將結論寫在了論文中：隕石中硫的其中一個同位素輕微過量表明早期太陽星雲中存在光化學反應。這意味著在當時，原太陽所發出的光足夠強大到驅動化學反應。
「這個方法首次告訴我們：太陽在45.5億年前是燃燒著、運作著，因此它有足夠的紫外線進行光化學反應。」蒂門斯說，「這對於我們了解早期太陽系中化合物的形成過程有著巨大的幫助。」
圖片：圓盤中的年輕恆星，來源：Luis Calcada
天文學家相信，大約50億年前，太陽星雲就開始形成了。那時星際氣體和塵埃雲被一個大爆炸恆星的衝擊波所擾動，隨後它便在自身引力下開始塌陷。隨著星雲轉動的薄餅狀吸積盤越來越薄，成團的漩渦開始形成並且越來越大，最終形成了行星、衛星和小行星。與此同時，原太陽在自身引力作用下繼續收縮並變熱，逐漸的成為了一顆年輕的恆星。這顆恆星，也就是我們的太陽，散發著帶電原子的熱風，將大量星雲中遺留的氣體和塵埃吹出了太陽系。
圖：恆星爆炸瞬間，來源：Wikipedia
因為行星、衛星和許多的小行星在此過程中已經被加熱，並且它們的組成成分在太陽星雲的形成中又被再次加工，所以它們幾乎沒能給科學家們提供有關尋找太陽星雲向太陽系發展的線索。然而，一些原始隕石卻包含了一些物質，這些物質自從45億多年前被原太陽從太陽星雲的中心噴出後就再也沒有改變。
蒂門斯教授說，他團隊所運用到的這項確定原太陽的確在發光的技術，同樣可以用於估計原始太陽噴出的熱風中的各種化合物的產生時間和地點。
「這將是我們的下一個目標。」蒂門斯教授說，「我們可以逐一查看礦質材料，也許可以說這就是一步步將發生的事情。」
圖片：Nasa，來源：Worldvectorlogo
加州大學聖地牙哥分校團隊的研究經費是由美國國家航空航天局資助的。
作者： universetoday
FY: Ireneweii
如有相關內容侵權，請於三十日以內聯繫作者刪除
轉載還請取得授權，並注意保持完整性和註明出處