《自然》:四大行星曾经从小行星带"抢肉吃"(图)

2009年03月02日 10:03   来源:科学时报   群芳

 

眼下的小行星带掩盖了其混乱的历史。

(图片提供:D. Minton,R. Malhotra/《自然》)


    几十亿年前,4颗最大的行星——木星、土星、天王星和海王星——曾经在太阳系中“蹒跚而行”,并且从主小行星带中“撕”下了好几块“肥肉”——这是最新的计算机模拟结果向人们展示的一幅场景。这一发现解释了主小行星带为什么存有好几个缺口,同时支持了一个日渐流行的假设,即在太阳系形成之后的很长一段时间里,行星曾逐渐向它们今天的轨道迁移。

    作为地球的邻居,太阳系中的其他行星看上去是那样平静而秩序井然,但是想要窥探它们充满暴力的过去也并不是一件什么难事。例如,月亮和水星的表面布满了天体碰撞留下的疤痕——陨石坑;冥王星的轨道是椭圆形的,这意味着可能有一股力量正在干扰行星按照圆形的轨道运转;而位于火星和木星轨道之间的主小行星带,则至少有6处空间的小行星密度大大低于预期。

    究竟是什么原因造成了这些缺口?为了找到问题的答案,美国亚利桑那大学的行星科学家David Minton和Renu Malhotra,利用计算机对小行星带在过去40亿年中的运转情况进行了模拟研究。研究人员发现,模拟最后所显示的小行星数量远远大于目前所观察到的太阳系中的小行星数量。除此之外,Minton表示,当他们将模拟结果与实际的小行星分布情况进行比较后发现,“这些小行星的缺失具有非常独特的模式”。研究人员在2月26日出版的英国《自然》杂志上报告了这一研究成果。

    因此,研究人员在最初模拟结果的基础上加入了带外行星的迁移,以及这些行星的引力与小行星之间的相互作用。Minton说,最终的结果表明两者的结合“似乎能够很好地再现曾经遍布小行星带的大量小行星”。

    这项研究同时表明木星曾向太阳系的内侧迁移,而土星和其他气态巨行星则曾向太阳系的外侧移动。但是Minton表示,这项研究成果“并不能准确地告知行星的这些迁移到底是在何时发生的”,或者准确的路径是什么。他说,另一方面,“我们希望能够发现行星迁移的明确记录,我们认为已经找到了”。

    美国科罗拉多州博尔德市西南研究所的空间科学家William Bottke指出,这项研究成果为“在木星、土星、天王星和海王星形成很久之后,它们的轨道发生了巨大而戏剧性的变化”添加了新的证据。Bottke表示,如果加以适当的解释,这项有关小行星带的研究所提供的“至关重要的线索,将能够用来解释许多迄今依然围绕在太阳系形成问题周围的谜团”。

(责任编辑:徐晶慧)

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