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木星早年遇到过“成长的烦恼”

科普小知识2022-01-01 17:58:12
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作为一颗气态巨行星,木星绝对是太阳系中独一无二的存在。目前,它正处于“平静时期”,但科学家们很难想象它经历了什么“成长的烦恼”。最近,发表在《自然:天文学》上的一项新研究表明,木星在变得相对温和之前,已经度过了数百万年。这个研究小组已经给出了木星在最初几百万年中演化的详细时间表。

木星早年遇到过“成长的烦恼”

(照片来自:美国宇航局)

科学家利用长期积累的陨石数据表明,木星长期以来一直扮演着靠近太阳的行星的“守门员”角色。

当这颗行星的大小达到地球的20到50倍时,它会分裂成悬浮在太阳系中的大块灰尘和碎片。通过研究陨石,研究人员可以确定这种分裂是何时发生的,并发现它有效地将太阳系分成了几个部分。

木星早年遇到过“成长的烦恼”

研究布局-1:达到50 M⊕核心质量所需的时间。

通过建立陨石活动的时间表,研究人员可以制作一些令人印象深刻的先进模型,展示我们太阳系和行星的早期诞生。

利用多年来收集的大量陨石信息,该团队计算了木星何时开始快速增长,以及需要多长时间才能达到目前的大小。

木星早年遇到过“成长的烦恼”

研究配置图-2:累积率函数。

该模型显示,木星最初只是一个“婴儿”,这是所有行星共有的,并不奇怪。然而,数据还显示,在最初的几百万年里,木星的变化非常缓慢。

该论文的第一作者Yann Alibert解释说,在第一阶段,岩石给它带来了质量。在第二阶段,行星也增加了一点质量,但更重要的是,它们带来了能量。

木星早年遇到过“成长的烦恼”

研究兼容图表3:阿童木模型成长的三个阶段。

第一阶段的增长持续了大约一百万年,并为其奠定了坚实的核心基础。在接下来的200万年里,木星将以较慢的速度增长,但是高能的冲击将会给潜在的气态巨行星带来难以置信的热量。

在300万年里,地球的大小只有地球的50倍,但此后事情开始加速。

在随后的几百万年里,木星开始快速增长,因为它开始吸收越来越多的“气体和气球”,并最终扩大到目前的300多个地球的大小。

这项研究的细节已经发表在最近出版的《自然天文学》杂志上。最初的标题是“由混合卵石-星子软化累积形成的木星”