IT之家 8 月 31 日消息，大約 45 億年前，木星快速演化，最終形成了我們?nèi)缃袼姷臍鈶B(tài)巨行星。其強(qiáng)大的引力擾亂了無(wú)數(shù)巖石質(zhì)與冰質(zhì)天體的運(yùn)行軌跡，這類被稱為“星子”的天體，形態(tài)與現(xiàn)今的小行星和彗星相似。

引力擾動(dòng)引發(fā)了劇烈碰撞，碰撞釋放的巨大能量足以熔化星子內(nèi)部的巖石與塵埃，形成名為“球粒”的熔融巖石小液滴，許多這類古老的液滴仍保存在墜落到地球的隕石中。

近日，日本名古屋大學(xué)與意大利國(guó)家天體物理研究所（INAF）的科學(xué)家取得重大突破：他們不僅揭開了球粒的形成機(jī)制，還借助這一發(fā)現(xiàn)精準(zhǔn)推算出木星的形成時(shí)間。

相關(guān)研究成果已發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》期刊。研究顯示，球粒的大小、在太空中的冷卻速度等特征，均由發(fā)生碰撞的星子含水量決定。這一發(fā)現(xiàn)不僅與科學(xué)家在隕石樣本中觀察到的現(xiàn)象完全吻合，還證實(shí)了行星的誕生直接推動(dòng)了球粒的形成。

據(jù)IT之家了解，球粒是直徑約 0.1 至 2 毫米的小球體，在太陽(yáng)系形成初期被納入小行星內(nèi)部。數(shù)十億年后，部分小行星碎裂，碎片墜入地球成為隕石。數(shù)十年來(lái)，球粒為何呈現(xiàn)圓形，一直是困擾科學(xué)界的難題。

名古屋大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)研究生院的共同通訊作者 Sin-iti Sirono 教授解釋道：“星子相互碰撞時(shí)，內(nèi)部水分會(huì)瞬間汽化，形成膨脹的蒸汽。這種蒸汽如同微型爆炸，將熔融的硅酸鹽巖石破碎成細(xì)小液滴，也就是我們?nèi)缃裨陔E石中看到的球粒。”

“以往的球粒形成理論需要極其特殊的條件才能解釋其特征，而我們提出的模型，所需條件正是木星誕生時(shí)早期太陽(yáng)系中自然存在的環(huán)境。”

研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了木星演化的計(jì)算機(jī)模擬模型，追蹤其引力如何導(dǎo)致早期太陽(yáng)系中巖石質(zhì)星子與富水星子發(fā)生高速碰撞。

意大利國(guó)家天體物理研究所（INAF）的共同通訊作者、高級(jí)研究員迭戈?圖里尼博士表示：“我們將模擬生成的球粒特征與數(shù)量，同隕石觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)模型能自然生成與實(shí)際相符的球粒。模型還顯示，球粒的形成過程，與木星通過大量積聚星云氣體達(dá)到巨大體積的過程同步。隕石數(shù)據(jù)表明，球粒形成的高峰期出現(xiàn)在太陽(yáng)系誕生后 180 萬(wàn)年，這也是木星誕生的時(shí)間。”

這項(xiàng)研究更清晰地描繪了太陽(yáng)系的形成過程。不過，由木星形成引發(fā)的球粒生成過程持續(xù)時(shí)間較短，無(wú)法解釋為何隕石中會(huì)存在不同年齡的球粒。最可能的原因是，土星等其他巨行星在誕生時(shí)，也引發(fā)了球粒的形成。

通過研究不同年齡的球粒，科學(xué)家可以追溯行星的形成順序，進(jìn)一步理解太陽(yáng)系隨時(shí)間的演化過程。這項(xiàng)研究還表明，這些劇烈的行星形成過程可能發(fā)生在其他恒星周圍，并為了解其他行星系統(tǒng)的演化提供了見解。