鐵隕石暗示，我們幼年的太陽系與其說是飛鏢，不如說是甜甜圈 。圖片來源：加州大學(xué)洛杉磯分校隕石畫廊
據(jù)加州大學(xué)洛杉磯分校（Holly Ober）：45億年前，我們的太陽系是一團(tuán)圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的氣體和塵埃，直到氣體開始凝結(jié)并與塵埃一起增生 ， 形成小行星和行星 。這個(gè)被稱為原行星盤的宇宙托兒所是什么樣子的，它是如何構(gòu)造的？
天文學(xué)家可以使用望遠(yuǎn)鏡“看到”遠(yuǎn)離我們更成熟的太陽系的原行星盤，但不可能觀察到我們的原行星盤在嬰兒期的樣子——只有數(shù)十億光年外的外星人才能看到它的樣子 。
幸運(yùn)的是，太空中發(fā)現(xiàn)了一些線索——太陽系歷史早期形成并墜入地球大氣層的物體碎片，稱為隕石 。隕石的成分告訴了太陽系誕生的故事，但這些故事往往提出的問題多于答案 。
在《美國國家科學(xué)院院刊》上發(fā)表的一篇論文中，加州大學(xué)洛杉磯分校和約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)行星科學(xué)家團(tuán)隊(duì)報(bào)告稱，在高溫下凝結(jié)的難熔金屬，如銥和鉑，在遠(yuǎn)離太陽的寒冷圓盤中形成的隕石中含量更高 。這些金屬應(yīng)該是在太陽附近形成的，那里的溫度要高得多 。是否存在將這些金屬從內(nèi)圓盤移動(dòng)到外圓盤的路徑？
大多數(shù)隕石形成于太陽系歷史的最初幾百萬年內(nèi) 。一些隕石，稱為球粒隕石，是行星形成過程中留下的未熔化的顆粒和塵埃的集合體 。其他隕石在其母小行星形成時(shí)經(jīng)歷了足夠的熱量融化 。當(dāng)這些小行星融化時(shí)，硅酸鹽部分和金屬部分由于密度不同而分離，類似于水和油不混合的情況 。
今天 ， 大多數(shù)小行星都位于火星和木星之間的一個(gè)厚帶中 。科學(xué)家們認(rèn)為，木星的引力擾亂了這些小行星的軌道，導(dǎo)致它們中的許多相互撞擊并分裂 。當(dāng)這些小行星碎片墜落地球并被回收時(shí)，它們被稱為隕石 。



圓環(huán)形原行星盤WSB52 。來源：Sean Andrews，Jane Huang，Laura Pérez等人2018
鐵隕石來自最早小行星的金屬核心，比太陽系中的任何其他巖石或天體都要古老 。鐵含有鉬同位素，這些同位素指向這些隕石形成的原行星盤上的許多不同位置 。這使科學(xué)家能夠了解圓盤在嬰兒時(shí)期的化學(xué)成分 。
之前在智利使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn) ， 其他恒星周圍有許多類似同心環(huán)的圓盤 ， 比如飛鏢 。這些行星盤的環(huán)，如HL Tau，被物理間隙隔開，因此這種行星盤無法提供將這些難熔金屬從內(nèi)盤輸送到外盤的途徑 。
這篇新論文認(rèn)為，我們的太陽盤在一開始可能沒有環(huán)形結(jié)構(gòu) 。相反，我們的星盤看起來更像一個(gè)甜甜圈 ， 帶有富含銥和鉑金屬的金屬顆粒的小行星在快速膨脹時(shí)遷移到了外盤 。
但這讓研究人員面臨另一個(gè)難題 。在圓盤膨脹之后，重力應(yīng)該會(huì)將這些金屬拉回到太陽中 。但這并沒有發(fā)生 。
第一作者、加州大學(xué)洛杉磯分校行星科學(xué)家張必東說：“木星一旦形成，很可能會(huì)打開一個(gè)物理間隙 ， 將銥和鉑金屬困在外盤中，阻止它們落入太陽 。” 。
“這些金屬后來被并入在外盤形成的小行星中 。這解釋了為什么在外盤中形成的隕石——碳質(zhì)球粒隕石和碳質(zhì)鐵隕石——的銥和鉑含量比其內(nèi)盤同類高得多 。”
張和他的合作者之前用鐵隕石重建了水在原行星盤中的分布 。
張說：“鐵隕石是隱藏的寶石 。我們對鐵隕石了解得越多 ， 它們就越能解開我們太陽系誕生的奧秘 。” 。

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