行星形成类似滚雪球 宇宙尘埃相互黏结

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新华网洛杉矶3月12日电(记者陈勇)宇宙中的行星是由恒星诞生之后的宇宙尘埃所形成,这一观点已经被大多数人所接受。但微小的尘埃是如何形成行星的呢?这个问题仍然困扰着天体物理学家。

有研究人员认为,星际尘埃之间的万有引力使它们互相聚集,形成原始行星。但实际观测已经发现,恒星会常常引发星际“粒子风暴”,这种冲击远远大于宇宙尘埃之间的万有引力,会吹散宇宙尘埃,因此“万有引力说”难以成立。

美国能源部下属的太平洋西北国立实验室提出了新观点:行星形成可能像“滚雪球”,微米尺寸的宇宙尘埃外面包裹有一层冰,而这种冰是具有黏结性的,起到类似胶水的作用。当宇宙尘埃互相碰撞时,冰将它们“黏”在一起,于是这个“核”一点点变大,形成原始状态的行星。

提出这一理论的詹姆斯·科文在最新一期美国《天体物理学杂志》上发表论文说,人们也许会认为宇宙尘埃之间互相碰撞会像两个台球碰撞一样发生反弹。但实际上,恒星诞生之初,其周围接近真空,而且温度最高不过100开尔文(零下173摄氏度左右),在这种状态下冰的特征与人们冬天看到的冰大不一样。冰会发生极化现象,好比磁铁一样产生吸引力。

研究人员还认为,在恒星诞生之初的宇宙环境里形成的冰,其分子结构不会排列有序,而是形成如同绒毛一般的杂乱形式,这样冰的弹性会急剧下降。当它们互相碰撞时,电引力就足以克服反弹的力,使它们互相黏结在一起。

为了验证这一假设,研究人员模拟太阳系初期的环境,在温度100开尔文以下的真空舱中让冰生长,然后让直径1毫米多的瓷球向冰面坠落,结果发现瓷球的反弹高度只有坠落高度的8%左右,而在普通冰面上,瓷球反弹的高度达到坠落高度的80%,这说明实验中冰的反弹力量大大削弱了。

科文说,这一实验证明被冰包裹的宇宙尘埃会产生弹性下降的现象,如果考虑冰之间的电引力,就能模拟宇宙尘埃像“滚雪球”一样形成行星内核的过程。

来源: 新华网

 


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