在今天發(fā)表在《自然天文學(xué)》上的一項(xiàng)研究中，來自美國和日本的研究人員揭示了我們宇宙鄰居“大鴻溝”的可能起源。這種眾所周知的分裂可能是在太陽剛形成之后就將太陽系分開了。

這種現(xiàn)象有點(diǎn)像洛磯山脈如何將北美分為東西方。一方面是“地球”行星，例如地球和火星。與更遠(yuǎn)的“木星”(如木星和土星)相比，它們由根本不同類型的材料組成。

“問題是：您如何創(chuàng)建這種組成二分法?”日本東京工業(yè)大學(xué)地球生命科學(xué)研究所(ELSI)的研究員拉蒙·布拉瑟(Ramon Brasser)說。“如何確保來自內(nèi)外太陽系的物質(zhì)從其歷史的早期就不會混合?”

布拉瑟(Brasser)和合著者斯蒂芬·莫伊西斯(Stephen Mojzsis)是美國加州大學(xué)博爾德分校地質(zhì)科學(xué)系教授，認(rèn)為他們有答案，這也許可以為人類如何起源于地球提供新的思路。

太陽盤可提供重要線索

這兩個人暗示，早期的太陽系被環(huán)狀結(jié)構(gòu)劃分為至少兩個區(qū)域，環(huán)狀結(jié)構(gòu)圍繞著年輕的太陽形成了一個圓盤。該盤可能對行星和小行星的演變，甚至對地球的生命史都具有重大意義。

Mojzsis說：“這種成分差異的最可能解釋是它是由這種氣體和塵埃盤的固有結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的。”

Mojzsis指出，“大鴻溝”是他和Brasser創(chuàng)造的一個名詞，今天看起來并不多。它位于木星附近，是一個相對空的空間，正好超出天文學(xué)家所說的小行星帶。

但是您仍然可以在整個太陽系中檢測到它的存在。從那條線向陽移動，大多數(shù)行星和小行星傾向于攜帶相對較少的有機(jī)分子。然而，朝木星及其他方向走去，卻出現(xiàn)了另一幅圖景：太陽系遙遠(yuǎn)的那部分幾乎所有東西都是由富含碳的材料組成的。

Mojzsis說，這種二分法“在第一次被發(fā)現(xiàn)時確實(shí)令人驚訝”。

許多科學(xué)家認(rèn)為木星是造成這種意外的原因。人們認(rèn)為，行星如此巨大，以至于它可能充當(dāng)了引力屏障，從而阻止了來自外部太陽系的卵石和塵埃向太陽旋轉(zhuǎn)。

但是Mojzsis和Brasser并沒有被說服?？茖W(xué)家使用了一系列計(jì)算機(jī)模擬來探索木星在不斷發(fā)展的太陽系中的作用。他們發(fā)現(xiàn)，盡管木星很大，但在形成初期可能還不夠大，無法完全阻止巖石物質(zhì)流向太陽移動。

布拉瑟說：“我們把頭撞在墻上。”“如果木星不是負(fù)責(zé)創(chuàng)造和維持這種二分法的代理人，那還會是什么?”

顯而易見的解決方案

多年以來，在智利經(jīng)營一個名為Atacama大毫米/亞毫米陣列(ALMA)的天文臺的科學(xué)家注意到，遙遠(yuǎn)恒星周圍出現(xiàn)了不尋常的現(xiàn)象：年輕的恒星系統(tǒng)通常被氣體和塵埃盤包圍，在紅外光下，它們看起來有點(diǎn)像虎眼。

Brasser和Mojzsis認(rèn)為，如果數(shù)十億年前在我們自己的太陽系中存在類似的環(huán)，那么從理論上講，這可能是造成大鴻溝的原因。

這是因?yàn)檫@樣的環(huán)會產(chǎn)生高壓和低壓氣體和灰塵的交替帶。這些波段反過來可能會將太陽系最早的構(gòu)造塊拉入幾個不同的水槽中-一個會引起木星和土星，另一個會引起地球和火星。

莫吉西斯說，在山區(qū)，“大鴻溝導(dǎo)致水以一種或另一種方式流失”。“這類似于這個壓力顛簸將如何分裂物質(zhì)”在太陽系中。