太阳系重排,双星的证词,早期太阳系到底发生了什么?

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简介:科学家研究的一对儿小行星发现直接指向早期太阳系对行星的再安排。关于小天体的公式指出“一对儿”小行星是早期太阳系不稳定的残余。

科学家对“一对儿”小行星的研究提供了深入洞察早期太阳系的渠道

美国西南研究院研究了古天体群中已知的唯一的大型双星——特洛伊型小行星,发现了太阳系早期行星重排的证据。图片来源:美国宇航局/加州理工学院喷气推进实验室

美国德克萨斯州圣安东尼奥市西南研究院的科学家研究了一对不寻常的小行星,发现这对小行星的存在指向太阳系的早期行星重排。

这对被称为帕特洛克鲁斯和墨诺提俄斯的天体,是美国宇航局即将开展露西任务的目标。他们大约113公里(70英里)宽,在共同绕太阳公转时彼此环绕。这对天体属于古天体群中已知的唯一的大型双星——特洛伊型小行星。这两个特洛伊型小行星的轨道距离和木星与太阳之间的距离大致相等,一个天体轨道在气态巨星前面,另一个在后面。

美国西南研究院的科学家大卫·奈斯沃尼博士表示“特洛伊型小行星可能被发现于历史上一个剧烈的具有动态不稳定性时期,当时太阳系中的巨型行星们——木星,土星,天王星和海王星之间发生了小规模冲突。”大卫·奈斯沃尼博士也是发表在《自然天文学》上的文章“太阳系行星从帕特罗克勒斯-梅诺提乌斯双星到木星特洛伊的早期迁移证据”的第一作者。这次冲突将天王星和海王星推向外面,我们认为遇到了大量原始的小型天体,这些小型天体的轨道分布在太阳系边缘,被认为是今天所说的柯伊伯带的来源。“许多原始的柯伊伯带内的小型天体向内分散开,许多这样的小型天体被困在特洛伊型行星中。

然而,关于太阳系演化模型的一个关键问题是,它发生的时间。在这篇文章中,科学家证明帕特罗克勒斯-梅诺提乌斯双星的存在指出巨型行星间的动态不稳定性肯定发生于太阳系形成的最早的一亿年之间。

通过最近的小型天体形成模型可以推测这种类型的双星是太阳系最早的时期的残留物,当时坍塌的“鹅卵石”云直接形成很多对的小型天体。

美国西南研究院的科学家研究了双星系统帕特罗克勒斯-梅诺提乌斯并发现了巨型行星的重组可能发生在太阳系的早期历史中——最早的一亿年间。图片来源:

威·梅·凯克 天文台/琳内·库克

“对今天的柯伊伯带的观测表明,这样的双子星在古代非常常见,”美国西南研究院太空研究部主任威廉·博特克博士说。“现在只有少数的双子星存在于海王星轨道内。问题就在于如何解释这些幸存者。”

如果不稳定性被推迟数亿年,正如一些太阳系演化模型推测的那样,原始的小天体盘中的碰撞会破坏这些相对脆弱的双星,使得在特洛伊型小行星族群中无法捕捉到这些双星。而早期的动态不稳定性会使更多的双星保持完整,增加了在特洛伊型小行星族群中至少捕获一个双星的可能性。研究小组建立了新的模型,表明帕特罗克勒斯-梅诺提乌斯双星的存在强烈地预示了早期的不稳定性。

这种早期的动力学不稳定性模型对类地行星有着重要的影响,特别是对于大约40亿年前形成的月球、水星和火星上的大型撞击坑的起源。而制造这些陨石坑的撞击者不太可能是来自阳系的外部区域。这可能意味着它们是由类地行星形成过程中遗留下来的小天体形成的。

这项工作强调了特洛伊型小行星在揭示太阳系历史方面的重要性。在2033年,由美国西南研究院的科学家哈尔·利维森博士领导的美国宇航局的露西任务将对这对双星展开调查,最终完成了一项为期12年的环绕这对特洛伊型小行星的旅行,我们将对帕特罗克勒斯-梅诺提乌斯双星双星有更深入的了解。

作者: Lee Cavendish

FY: H-R diagram

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