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不到20万年!太阳系形成所需时间首次算明白

2020-11-19 11:15:13    科技日报

据物理学家组织网近日报道,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)科学家在最新一期《科学》杂志撰文称,他们对陨石上钼元素的同位素进行研究后得出结论称:大约45亿年前,我们身处的太阳和太阳系在短短20万年内形成,这是科学家首次计算出太阳系形成所需时间。

构成太阳和太阳系其余部分的物质来自约45亿年前大量气体和尘埃云的坍塌。此前,天文学家观察了与太阳系形成情况类似的其他恒星系统,估计云团的坍塌和恒星的形成大概需要100万到200万年,但最新研究结果表明,我们所处的太阳系情况比较特殊。

研究人员解释称,太阳系中最古老的固体是钙铝混合物(CAIs),这些样品直接记录了太阳系的形成。CAIs的大小从微米到厘米不等,在超过1026摄氏度(与年轻太阳的“体温”类似)的高温环境下形成。随后,它们被运送到碳质球粒陨石(及其母体)形成的区域,科学家们正是在该区域发现了它们。大部分CAIs形成于45.67亿年前,形成时间约为4万到20万年。

在最新研究中,该研究团队测量了从碳质球粒陨石,包括在地球上发现的最大的碳质球粒陨石“阿连德”中提取出的各种钼的同位素及微量元素。他们发现,CAIs内不同钼同位素在原行星盘内形成的所有物质中都存在,因此,这些CAIs一定是在云团崩塌的时间跨度内形成的。

由于观测到的恒星吸积时间跨度(100万至200万年)远比CAIs形成所需时间长得多,研究小组能精确确定太阳系形成过程中哪个阶段由CAIs的形成记录下来,以及组成太阳系的物质以多快速度吸积。他们最终得出结论称,太阳系在20万年左右的时间内形成。

论文主要作者、LLNL宇宙化学家格雷格·布雷内卡说:“以前,我们并不了解太阳系形成需要多长时间。我们的最新研究表明,导致太阳系形成的这场塌缩在不到20万年的时间内非常迅速地发生。”(记者刘霞)

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