木星和土星的「出生地」，到底在哪兒？

2020-11-02 科學大觀園雜誌


新研究揭示土星和木星的原始關係。

「青少年」時期的太陽被一個由氣體和塵埃組成的旋轉圓盤包圍著，而行星就是從這個圓盤中誕生的。

天文學家認為，早期形成的行星的軌道最初是密堆積的圓形，然而，較大天體之間的引力相互作用逐漸打亂了這種排列，並導致幼小的巨行星迅速「改組」（即變換軌道），最終形成了我們今天看到的排列結構。

10月29日，美國卡內基·梅隆大學的Matt Clement在美國天文學會行星科學部門虛擬會議上公布：其研究團隊通過6000次數據模擬實驗還原了太陽系的演化過程，並揭示了一個關於木星和土星原始位置關係的重要細節。

這項日前刊發在美國行星科學雜誌《伊卡洛斯》上的研究成果將讓我們更完善地理解塑造太陽系獨特結構的力量。

Clement介紹道：「在太陽系中，行星的排列是非同尋常的，所以我們使用數據模型來逆向還原其形成過程。這就類似於在車禍發生後試圖弄清楚發生了什麼——車開得有多快，朝什麼方向行駛等等。」

人們曾認為：在形成初期，土星每繞太陽轉兩圈，木星就繞太陽轉三圈。但是這一軌道比率並不能完美解釋我們今天看到的巨行星排列結構。該團隊的模型顯示，當木星與土星軌道比率為1：2時產生的行星「規劃圖」可能與如今我們的觀測結果更加接近，而這也揭示了木星和土星的原始位置關係。

此外，該模型運算結果還表明：天王星和海王星的位置是由柯伊伯帶（Kuiper belt）的質量和一顆在太陽系形成初期被「踢出」太陽系的冰質巨行星質量共同決定的。柯伊伯帶是位於太陽系邊緣的冰覆蓋區，由無數矮行星和小行星（包括冥王星）構成。

Clement認為，如今模型的有效性已被證實，研究人員可以利用該模型協助研究地球或是類地行星的形成。

原創編譯：朱明逸 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源： 《伊卡洛斯》

期刊編號： 0019-1035

原文連結：https://phys.org/news/2020-10-jupiter-saturn-born.html

版權聲明：本文為原創編譯，中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源。

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