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一个我们是风中的灰尘,男人。行星和小行星和彗星也是如此。从我们的尘土飞扬的开始,重力和其他部队的混乱都是为了建造我们的太阳系。试图弄清楚盛大和忙碌的过程必须看起来像是这样的古老传统。今天,借助复杂的模拟,科学家可以精心批准与可能向我们展示太阳系如何成为现实方式的模型的思考。在一个新的自然天文学,我们通过建立一些最引人注目的想法来向前迈进。

这长期以来一直是一个诱人的挑战。德国Bigwig哲学家Immanuel Kant和法国最重要的科学理论家,Pierre Laplace,都是18世纪的思想家,认为这一切都从一块灰尘和气体绕着年轻的阳光开始。后来,大约一个世纪以前,托马斯张伯特兰和森林莫尔顿提出了一个不同的想法,那个行星由城市 - 县大小的岩石体形成,称为行星。事实证明,这两个想法都基本上是正确的。今天的任何人都可以花一个小时从望远镜看望远镜的墨水图像,揭示天文学家怀疑在阅读时形成行星的年轻恒星。小行星和彗星是证据表明,在整个太阳系中形成的岩石和冰冷的行星。

一个模型的弗兰肯斯坦怪物。

我们提出从太阳周围的气盘内的三个行星单独的行星形成的行星。该模型还围绕着其他恒星的行星磁盘感,将它们与太阳系的行星和小行星的轨道连接,以及陨石的化学测量。为什么行星圈?如果你从大距离和想象着弥补构成行星的质量:几乎所有的岩石材料在金星和地球的轨道之间眯起来窥探太阳系,那么这个概念就开始了太阳或在小行星带上,虽然从太阳,木星和土星远离阳光,但弥补了大量的质量,使其逐渐变成外太阳系统。但是什么决定了这些环的性质?

每当有足够的灰尘在燃气主导的盘中的特定位置内堆积有足够的灰尘,Planetesimals可以自发地聚焦。尘颗粒在灰尘碰撞中生长,当它们大致达到大小的毫米时,它们开始体验拖曳似乎骑自行车。这使得大尘颗粒向内漂移,朝向太阳。建模表明,在盘中存在灰尘“陷阱”,与局部气体压力的凸起相关联。

科学家们经常在行星形成磁盘的图像中看到这种振铃陷阱。您可以在上面的图像中看到一些,智利中的Alma(Atacama大毫米阵列)望远镜。除尘陷阱可以与蒸发和冷凝的特定重要分子相关联。在我们的模型中,这些最终是硅酸盐岩石,水和一氧化碳 - 它们与我们三个最强的陷阱相连。这些元素的冷凝温度跨越30度以上绝对零(用于一氧化碳)至1500度(用于硅酸盐)。每个对应于距恒星的给定轨道距离。漂流尘埃在盘中的每个位置堆积起来,并产生一圈行星环。在我们的模型中,这三个戒指是行星的构建块。

您可以直接将每个环连接到我们的太阳系特定区域。这很整洁。在我们的模拟中,内环包含两到三倍的岩石行星中的大量质量。这两个最巨大的地球行星,金星和地球,在这个环内形成;火星和汞散落出戒指,它们的生长发育不良。火星大部分地长大地从戒指的外部零件中的材料增加,这很好地解释了火星和地球之间的化学差异(地球与一组陨石和火星更相似。)

三 - 不再,不少:在我们的太阳系开头的模型中,三个行星形式的形式,与硅酸盐,水和一氧化碳(CO)的凝聚/蒸发或“雪”线相关联。陨石-CC(用于碳质心脏)和NC(用于非碳质)的两种主要类别(用于非碳质) - 在中间环中形成,后来散射到小行星带中。 Rajdeep dasgupta.

在我们的模拟中,中间环是最巨大的,行星中有50到100个地球群。通过与灰尘和其他星期体碰撞,10至20个地球群众的大规模行星在环内快速生长。这些,凭借他们的重力,捕获来自磁盘的气体并生长为木星和土星。冰巨人天王星和海王星也在这个环的郊区形成,但它们的增长速度较慢,防止了它们捕获更多的气体。

和小行星带?位于内圈和中环之间。在我们的模拟中,它可以被认为是一个宇宙“难民营。“它包含在太阳系上形成的对象,但也许不在皮带内,并且出生几个星期体,有时根本没有。这与观察到的轨道分布以及带有不同小行星类型连接的陨石推断的皮带上的化学梯度匹配。本日皮带仅含有少于0.05%的地球质量,包括从岩石行星的生长过程中从内圈向外散射的行星,并且在气体生长期间从中间环向内散射的行星散射- 和冰巨人。

行星外圈对应于当前的Kuiper皮带,除海王星轨道之外的小冰冷体的群体。虽然我们的模拟通常在行星中产生20至30个地球群体 - 比当前的kuiper皮带的两个数量级 - 它方便地匹配外带中所需的质量,以解释巨大的行星电流轨道。

因此,我们的三环模型再现了您可以称之为太阳系的轨道架构。如果这些相同的过程可以解释其他EXOPLANET系统的多样性,这将是令人印象深刻的。我们认为他们可以。

其他恒星周围的成型盘是普遍存在的,具有不同的性质,但是直接环形环应系统地形成。近距离地球或次海王星行星,大约30%的所有恒星的全球都可以从内圈或中环内的行星形成。如果行星达到火星的大小,大约10%的地球质量,在气体从盘中消失之前,这可能需要几百万年,那么它们就会发动螺旋密度波。这些原因行星轨道缩小或迁移到中心星,我们的太阳能系统可能避免的结果,因为我们的岩石行星太慢了。气体巨头行星应该最自然的中间戒指形式,并且,实际上,大多数巨大的外延网上都是在轨道上宽而不是超级地球的轨道,但仍然更接近地球的轨道而不是木星(可能是由于迁移程度的温度较大程度)。

Moulton是旧的星期六假设的支持者之一,一旦强调了这一想法从尘土飞板的尘埃般的差异有多鲜明。“差距,”他写道在1928年期问题科学“这些不同的智力建设之间的”这些不同的智力建设之间是如此深刻的,因为不同的生物体之间,并且难以弥合。“正如你可能猜到的那样,他对此非常错误。我们的三环模型桥梁或合成这些想法以及其他几个想法,使Moulton粘附与生活中的比喻 - 可能称为复杂的嵌合体。一个模型的弗兰肯斯坦怪物。只要它有用,对我们来说很好。

Sean Raymond是一位美国天体物理学家在法国的波尔多天体物理实验室工作。他还在科学和小说的界面上写了一个博客(PlanetPlanet.net.),最近发表了一个天文学诗

安德烈·伊兹凡罗是稻米大学地球,环境和行星科学系的博士后学者。

Rajdeep Dasgupta是赖斯大学地球,环境和行星科学系的宇宙化学家。他领导了这一点实验岩体队伍聪明行星项目

铅图像:在智利对毫米尺寸的灰尘敏感的智利中,Alma望远镜占据了这些行星磁盘的这些图像。Alma(ESO / Naoj / Nrao),S. Andrews等。Nrao / Aui / NSF,S. Dagnello

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