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揭秘地球的诞生过程

近日,来自美国和英国的科学家们使用最新的模拟技术来揭示有关行星形成的全部过程。这种新型模拟技术使用一维模式,详细的模拟了行星从“气体尘埃”向“行星”转化的过程,完整的再现了行星一百万年的进化过程,揭示了地球的诞生过程。

揭秘地球的诞生过程

在过去20年中,科学家进行的有关行星形成的的模拟(即行星是怎样从原行星盘中发展出来的)都是以行星将被太阳所吸引为前提,因此这些模拟得出的结论一直与地球的实际情况相违背。

来自美国自然历史博物馆和英国剑桥大学的研究人员设计出的这种新的模拟技术显示:原行星盘温度的变化会导致其外部和内部物质的移动,在这个过程中行星得以从原行星盘中安全解脱出来,形成自己的轨道。当原行星盘开始消散,行星就被留了下来,而不是与它的母恒星发生碰撞。这项研究的结果日前在美国天文学会2010年年度会议上公布。

其实,在恒星的诞生过程中,也会形成一个由气体和尘埃组成的原行星盘,由于星盘的中平面是不传热的,因此无法通过向外层空间辐射热量快速冷却下来,所以太阳的温度非常高。

英国剑桥大学的研究人员突破性的将“温度”这个因素引入了这种新模拟。研究表明,原行星盘的温度结构决定了其里面的低质量行星的运动方向。这一重要的论断为后来的地球诞生的研究工作奠定了基础。

美国天文学会的研究人员将这种最新的模拟技术进一步进行深化,它们将原行星盘在长期演变过程中的温度和密度结构考虑进去。这样的模拟结果显示,在原行星盘一生的演变过程中,行星在星盘的内部和外部物质移动的中间区域形成轨道。随着星盘的逐渐消散,轨道也会缓慢地向内移动。一旦气体密度下降到足够低的程度,行星将会摆脱星盘的影响,这时的行星的轨道将变为一个类似围绕太阳旋转的行星轨道。

美国自然历史博物馆天体物理学馆长兼物理科学部主席莫迪凯·马克·麦克罗(Mordecai-Mark Mac Low)说“我们试图了解行星是如何在孕育它的原行星盘的演变过程中与原行星盘展开互动的,我们发现形成地球的行星能够在原行星盘的‘陷没’中生存下来,而没有被太阳所吸引。”

美国自然历史博物馆天体物理学部的弗拉基米尔·里拉(Wladimir Lyra)说:“在该项目中,我们使用了一维模式,因为三维模式的费用浩大,而且仅能追踪到星盘演化过程中大约100个轨道,时间局限约为1000年,因此我们抛弃了三维模式,使用一维模式可以一目了然地观察到原行星盘在一百万年的进化过程中发生的事。”

麦克罗将研究报告在美国天文学会的会议上进行了公布,报告目前还提交给了《天体物理学杂志》发表。这项研究由美国自然历史博物馆、美国国家科学基金会和美国航天局提供资金。

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