陳根：從200萬年到20萬年，太陽形成時間之謎？

文/陳根

太陽系中，太陽以其巨大的引力維持著周邊行星、衛星、小行星和彗星繞其運轉的天體系統。若以海王星作為太陽系邊界，則太陽系直徑為60個天文單位，即約90億千米。若將彗星軌道（奧爾特雲）計算在內，則太陽系的直徑可達6-12萬個天文單位，即9-18萬億千米

一直以來，太陽系的形成都是科學家們關注和研究重點問題。近日，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的一組科學家根據隕石的同位素分析，確定了形成太陽系所需要的時間——大約在45億年前，太陽系在不到20萬年的時間內形成。

事實上，對太陽系形成的時間認識是一個漸進的過程：此前，天文學家觀察了與太陽系形成情況類似的其他恆星系統，估計雲團的坍塌和恆星的形成大概需要100萬到200萬年，但最新研究結果表明，我們所處的太陽系情況比較特殊。

研究人員表示，太陽系中最古老的固體是鈣鋁混合物（CAIs），一種後來被併入隕石中的小金屬液滴。CAIs在絕對時間尺度上定義了它誕生的時代，其年齡通常被認為是太陽系的年齡，這提供了恆星形成的天文觀測和太陽系形成的宇宙化學研究之間的聯繫，但它們對應的恆星形成的確切時刻還不清楚。

CAIs的大小從微米到釐米不等，在超過1026攝氏度（與年輕太陽的「體溫」類似）的高溫環境下形成。隨後，它們被運送到碳質球粒隕石（及其母體）形成的區域，科學家們正是在該區域發現了它們。大部分CAIs形成於45.67億年前，形成時間約為4萬到20萬年。

在最新研究中，該研究團隊測量了從碳質球粒隕石，包括在地球上發現的最大的碳質球粒隕石「阿連德」中提取出的各種鉬的同位素及微量元素。他們發現，CAIs內不同鉬同位素在原行星盤內形成的所有物質中都存在，因此，這些CAIs一定是在雲團崩塌的時間跨度內形成的。

由於觀測到的恆星吸積時間跨度（100萬至200萬年）遠比CAIs形成所需時間長得多，研究小組能精確確定太陽系形成過程中哪個階段由CAIs的形成記錄下來，以及組成太陽系的物質以多快速度吸積。

研究人員最終得出結論稱，太陽系在20萬年左右的時間內形成。其研究結果已發表在《科學》上。