北京時間1月16日消息，據(jù)國外媒體報道，與太陽系以外的氣態(tài)巨行星相比，離太陽最近的巖態(tài)行星由非常不同的物質(zhì)組成。這可能是因為在數(shù)十億年前，太陽系曾被一道“宇宙閘門”一分為二，正是這道閘門阻止了太陽系內(nèi)外的物質(zhì)混合。

根據(jù)一項新的研究，這道“閘門”其實(shí)是一圈塵埃和氣體，更像是一圈圍欄，研究作者將其稱為“大分水嶺”(Great Divide)。現(xiàn)在，這道閘門位于木星軌道之內(nèi)，基本上是空曠的空間。

大約20年前，化學(xué)家們意識到，根據(jù)行星與太陽的距離不同，其基礎(chǔ)組成部分——微行星或更小的太空巖石——的成分差別很大。構(gòu)成外圍類木行星的微行星中，有機(jī)分子(如含碳揮發(fā)物，或冰和氣體)的濃度高于構(gòu)成類地行星(如更接近太陽的地球和火星)的微行星。然而，這一現(xiàn)象很令人費(fèi)解，因為在理論預(yù)測中，由于所謂的“氣體阻力”，即年輕太陽周圍氣體的引力，來自太陽系外部的微行星應(yīng)該會向太陽系內(nèi)部螺旋運(yùn)動。

在這項新研究之前，科學(xué)家認(rèn)為“阻止初生太陽系內(nèi)、外盤混合的引力墻是木星”。具體來說，由于木星如此之大，其引力如此之強(qiáng)，以至于在微行星到達(dá)太陽系內(nèi)部之前，就被木星所吞噬，為了驗證這一理論，研究者進(jìn)行了計算機(jī)模擬，重現(xiàn)了早期太陽系及其中行星的增長過程。

模擬結(jié)果顯示，木星的增長速度還不夠快，不足以阻止所有富含碳的微行星進(jìn)入太陽系內(nèi)部。事實(shí)上，大部分來自太陽系外圍的微行星都直接越過了正在成長的木星。木星是一個非常低效的“看門人” ，這就像一個多孔的邊界，來自外太陽系的物質(zhì)會通過這個邊界涌入內(nèi)太陽系，木星本身可能會讓許多微行星通過，意味著太陽系內(nèi)外的行星可能會有相似的成分。

于是，科學(xué)家提出了一種新的理論：在太陽系的早期，可能存在一個或多個環(huán)狀結(jié)構(gòu)，由圍繞太陽的高、低壓氣體和塵埃交替組成。這些環(huán)會阻止微行星向太陽系內(nèi)側(cè)移動。這一假設(shè)的基礎(chǔ)是智利阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列(ALMA)的觀測結(jié)果：大約五分之二的年輕恒星周圍都有類似牛眼的圓盤。

這些高壓圓盤可能已經(jīng)捕獲了大量塵埃，并使其聚集成不同的結(jié)構(gòu)，比如有的可能形成了木星和土星，有的則形成地球和火星。莫吉茲西斯表示，其中某個圓盤可能阻止了外部微行星向太陽系內(nèi)側(cè)移動，從而形成“大分水嶺”。即便如此，這個圓環(huán)也沒有完全密封，使含碳的太空巖石進(jìn)入太陽系內(nèi)部，為地球上生命的出現(xiàn)提供種子。

不過，盡管作者的工作對以往的觀點(diǎn)——木星的增長使太陽系內(nèi)側(cè)和外側(cè)的固體物質(zhì)分開——提出了挑戰(zhàn)，但他們并沒有給出同樣詳細(xì)的環(huán)模型，這個環(huán)模型需要演示微行星是如何被捕獲的，以及這些被捕獲的微行星如何成長為行星。在此之前，相比其他可能的解釋，這個環(huán)模型并沒有非常強(qiáng)的說服力。這項新研究的結(jié)果發(fā)表在1月13日的《自然-天文學(xué)》(Nature Astronomy)雜志上。(任天)