小行星撞擊后的碎片去哪了

新模型為破解太陽系謎案提供可能

科技日報(bào)北京9月2日電 （記者張夢然）太陽系存在一個(gè)重要謎案：小行星撞擊的碎片哪去了？長期以來，科學(xué)家都找不到這種碎片的記錄，這一困擾學(xué)界的謎團(tuán)被稱為“地幔失蹤案”。而據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1日消息，天文學(xué)家最近利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建一個(gè)新的行星撞擊模型，模擬顯示的結(jié)果或?yàn)槠平膺@一長達(dá)數(shù)十年的謎案提供了可能。

在太陽系中，像水星、金星、地球和火星這樣的類地行星，被認(rèn)為是由星子（太陽星云的一種，為原行星盤和殘骸盤內(nèi)的固態(tài)物體）及小的早期行星形成的。這些早期的行星通過碰撞和合并，在時(shí)間的推移中逐漸“成長”，這一過程使它們具有了今天的規(guī)模。

在行星成長中，這種碰撞所產(chǎn)生的碎片可以是從固體到氣體各種形式，但這些劇烈碰撞所釋放的物質(zhì)，通常被認(rèn)為會(huì)圍繞太陽運(yùn)行，“轟擊”其他正在生長的行星并改變了小行星帶的組成。但是現(xiàn)在看來，小行星帶似乎沒有包含這種撞擊碎片的“記錄”，這是幾十年來一直困擾著天文學(xué)家和天體物理學(xué)家的一個(gè)謎團(tuán)。

美國亞利桑那州立大學(xué)地球與太空探索學(xué)院的研究人員對這種“差異結(jié)局”感到好奇。此次，他們著手創(chuàng)建了一個(gè)行星碰撞的高級計(jì)算機(jī)模型，并取得了令人驚訝的結(jié)果——模擬表明，這類大型碰撞主要形成的是氣體，因此在當(dāng)前的太陽系中幾乎沒有留下痕跡。

結(jié)果顯示，行星之間的大規(guī)模碰撞其實(shí)并沒有產(chǎn)生巖石碎片，而是將巖石蒸發(fā)成了氣體，與固體和熔融碎片不同，這種氣體更容易逃離太陽系，幾乎不留下行星撞擊的相關(guān)痕跡。而此前，“大多數(shù)研究都專注于撞擊的直接影響，但碎片的性質(zhì)尚未得到充分探索?！毖芯咳藛T艾倫·薩特表示。

相關(guān)論文已發(fā)表在近期的《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。

總編輯圈點(diǎn)

科學(xué)家很早就知道，形成水星、金星、地球、月球……都需要多次大型碰撞才能完成，但在小行星帶，人們卻沒有觀察到所預(yù)期的碎片，出現(xiàn)了理論模型和實(shí)際觀察相矛盾的情況。其實(shí)，現(xiàn)在某些望遠(yuǎn)鏡觀測已經(jīng)可以直接對此類巨大撞擊的碎片成像，但我們卻無法回到過去觀察太陽系中的碰撞。這就凸顯了計(jì)算機(jī)模擬的重要作用。模型再結(jié)合天體物理觀測數(shù)據(jù)，就相當(dāng)于在地球建立了測試和探索天文理論的“實(shí)驗(yàn)室”。