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    新理论解释为什么太阳系行星有不同的组成

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      【博科园-科学科普(关注“博科园”看更多)】哥本哈根大学的一组研究人员和博物馆fur Naturkunde, Leibniz-Institut演化研究提出了一种新的解释,关于我们太阳系中行星的组成的不同。在《自然》(Nature)杂志上发表的论文中,描述了他们对某些陨石、地球本身和火星的钙同位素组成的研究,并利用他们所学的知识解释了行星是如何如此不同的。Alessandro delli with Observatoire de la Cote d’azur在法国提供了一篇新闻和观点文章,在同一期刊上的研究团队所做的工作。大多数行星科学家都认为,太阳系中的行星与围绕太阳运行的小岩石有着相似的起源,它们构成了相互碰撞和融合的原行星盘,形成了越来越大的岩石,最终形成了原行星。但从那时起还不清楚为什么行星的结果如此不同。在这一新的努力中,研究人员提出了一个新的理论来解释这是如何发生的。

      新理论解释为什么太阳系行星有不同的组成

      图片版权:CC0 Public Domain

      研究小组认为,原行星的生长速度相同,但在不同的时间停止生长。那些规模较小的,它们继续,停止生长的时间比那些更大的要快。在此期间,进一步提出,材料不断被添加到磁盘中。在它的早期,似乎材料的组成与后来的材料不同,这解释了为什么我们今天看到的岩石行星在成分上有这样的差异。研究人员在研究了几颗被称为“愤怒”和“尿素”的陨石的钙同位素组成,以及火星和地球,以及小行星“味丝塔”(Vesta)之后,发展了他们的理论。钙的同位素与岩石的形成有关,正因为如此提供了有关岩石起源的线索。研究人员发现,样本中的同位素比值与他们的母行星和小行星的质量相关,他们声称这为他们的吸积时间线提供了一个代理。他们进一步声称,这提供了行星不同成分的证据,因为较小的行星停止了吸积物质,而较大的行星则继续添加与以前不同的物质。

      在太阳系天体中,核合成同位素的可变性经常被用来探测陨石群与岩石行星(水星、金星、地球和火星)之间的遗传关系,进而可能为地球-月球系统的基石提供洞见。利用这种方法,推断出没有原始的陨石与地球和月球形成的原行星盘物质相匹配,因此在很大程度上是不受限制的。然而这一结论是基于这样一种假设,即观察到的内太阳系统对象的核合成变异性主要反映了空间异质性。在这里使用了难熔元素钙的同位素组成,以表明内太阳系的核合成变异性主要反映了原行星盘固体的质量独立的钙同位素组成的快速变化,这与早期的质量吸积有关。测量了来自于尿素和陨石的母体,以及来自Vesta、火星和地球的样本的质量独立的48Ca/44Ca比率,并发现它们与它们的母小行星和行星的质量正相关,这是它们的吸积时间尺度的一个指标。

      这种相关性意味着地球行星形成区原行星盘的大量钙同位素组成的长期演化。普通球粒陨石的单个陨石球粒在原太阳7日坍塌后的100万年中形成,揭示了太阳系内大量独立的48Ca/44Ca比率,表明原行星盘的物质组成发生了快速变化。推断这种长期的进化反映了对原始的外部-太阳系统物质的欣赏,这些物质进入热处理的内部原行星盘,与质量与原太阳的累积相关联。地球和月球的相同的钙同位素组成在这里报告了我们的模型,如果月球形成的影响包括原行星或前体,在原行星盘的生命周期结束时完成了它们的吸积作用。

      • 知识:科学无国界,博科园-科学科普

      • 参考:Nature

      • 作者:Bob Yirka

      • 内容:经“博科园”判定符合今主流科学

      • 来自:Phys

      • 编译:中子星

      • 审校:博科园

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