將太陽系一分為二的“守門員”或非木星

由阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列（ALMA）拍攝的圍繞年輕恒星的星盤圖，該恒星距地球約450光年。
圖片來源：美國太空網

科技日報記者 劉霞

距太陽更近的巖石行星與在外太陽系的氣態行星由不同物質組成。因為數十億年前，“嬰兒”太陽系被一位宇宙“守門員”一分為二，阻止了太陽系內外物質混合。此前有理論認為，木星客串了“守門員”角色。但一項新研究指出，木星或不足以擔此重任，該“守門員”是由塵埃和氣體組成的環，處于目前木星軌道內，只是如今幾乎空無一物。

20年前，化學家意識到，行星基本組成單元（星子或更小的“卵石”）的成分隨行星與太陽距離的不同而大相徑庭。與構成“陸地”行星（如地球）的卵石相比，氣態行星（如木星）的卵石富含更多有機分子，如碳和揮發物，或者冰和氣體。

據美國趣味科學網站近日報道，美國科羅拉多大學博爾德分校教授斯蒂芬·莫伊茲西斯說，科學家此前認為，阻止新生太陽系內外物質混合的“守門員”是木星，因為木星很大，引力很強，足以在一些卵石到達內太陽系之前將其吞噬。

為驗證這一理論，莫伊茲西斯和日本東京理工大學的拉姆·布拉瑟利用計算機模擬，重現早期太陽系及內部行星的演化。結果表明，木星的成長速度不足以阻止所有富碳卵石流入內太陽系。莫吉斯說，木星作為“門將”很不稱職，它就像個“大漏勺”，外太陽系物質源源不斷流入內太陽系，這意味著內外太陽系行星將擁有類似組分。

他們因此提出一種新理論：在太陽系早期，可能存在一個或多個由高低壓相間的氣體和塵埃組成的環圍繞太陽運行的環。這些環可阻止卵石向內移動，可能捕獲了塵埃，并導致塵埃聚集成不同的簇團，形成不同行星。莫吉西斯說，這些環或許就是“守門員”，阻止來自外太陽系的卵石向太陽移動。當然，環也并非完全密封，含碳卵石仍能流入內太陽系，為地球上的生命創造種子。

瑞典隆德天文臺博士后研究員米切爾·蘭布雷赫茨未參與這一研究。他指出，盡管新理論挑戰了木星分裂內外太陽系的理論，但仍未證明卵石如何被捕獲，以及行星如何在卵石陷阱中形成演化。因此，新理論缺乏足夠的說服力。