研究行星形成與演化過(guò)程是解答宇宙和生命起源問(wèn)題的基礎(chǔ)。浙江大學(xué)聯(lián)合法國(guó)、美國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)木星、土星、海王星、天王星等巨行星的動(dòng)力學(xué)變遷，提出了太陽(yáng)系巨行星軌道演化的新模型。這項(xiàng)成果于4月27日刊登于《自然》雜志。
“今天我們所見(jiàn)太陽(yáng)系的行星軌道，與太陽(yáng)系‘童年’時(shí)有很大不同?！闭憬髮W(xué)物理學(xué)院研究員劉倍貝說(shuō)，太陽(yáng)系誕生之初，星際空間中的氣體分子云坍縮，中心部分形成太陽(yáng)，殘余物質(zhì)繞恒星旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)扁平的“原行星盤”。
行星在原行星盤內(nèi)成長(zhǎng)，與盤中氣體相互作用，軌道逐漸圓化并向內(nèi)遷移。然而現(xiàn)今木星、土星、海王星、天王星等巨行星的軌道分布更為開闊，巨行星也脫離了原有的共振狀態(tài)?？茖W(xué)家們認(rèn)為巨行星的軌道經(jīng)歷過(guò)動(dòng)力學(xué)劇變。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，在太陽(yáng)系初期，原行星盤受到太陽(yáng)“光致蒸發(fā)”作用，盤中氣體從內(nèi)向外耗散，誘發(fā)了巨行星軌道的重塑并引起動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定。
“這時(shí)太陽(yáng)就好比一個(gè)巨型吹風(fēng)機(jī)，不斷‘吹’走盤中的氣體。”劉倍貝說(shuō)，原本向內(nèi)遷移的行星受到向外的氣體作用力，改變運(yùn)動(dòng)方向，在經(jīng)歷劇變之后到達(dá)現(xiàn)今的軌道構(gòu)型。
他們的研究表明，該過(guò)程在太陽(yáng)系誕生后約500萬(wàn)到1000萬(wàn)年間發(fā)生?！拔覀儚脑虑螂E石坑的年齡上找到了新的佐證?！眲⒈敦惤榻B，巨行星軌道的動(dòng)力學(xué)變遷導(dǎo)致強(qiáng)大的引力擾動(dòng)，迫使周圍小天體不斷撞向其他行星和衛(wèi)星，并在星體表面留下隕石坑?！霸虑螂E石坑有著廣泛的年齡分布，小行星撞擊事件隨時(shí)間自然衰減，這也符合團(tuán)隊(duì)提出的模型。”
業(yè)內(nèi)人士表示，巨行星軌道演化對(duì)包括地球在內(nèi)的其他行星、衛(wèi)星和小天體的演化，以及地球生命的起源、宜居特性等多方面影響深遠(yuǎn)。太陽(yáng)系巨行星軌道演化的新模型，很可能補(bǔ)足了此前太陽(yáng)系演化理論中缺失的部分。(記者朱涵)