木星年輕時曾經被巨大的新生星球正面撞擊


一項最新的研究顯示,大約45億年前,木星和早期太陽系中仍正在然形成中的行星之間的巨大正面碰撞,可以解釋美國太空總署朱諾(Juno)號太空船得到一些驚人的重力讀數。

萊斯大學(Rice University)天文學家德里亞·伊塞拉(Andrea Isella)副教授和中山大學劉尚飛副教授表示,新生星球正面撞擊可以解釋朱諾號先前偵測到令人費解的重力讀數,數據顯示木星的核心密度較小,而且延伸的程度較預期更大。

伊塞拉副教授指出,行星形成的主要理論認為木星始於一個緻密,岩石或冰冷的行星,後來從我們的太陽產生的氣體和塵埃的原始盤中聚集了濃厚的大氣層。這項研究的主要作者劉尚飛首次提出這樣的想法時,他認為異常向數據可以通過將木星核心的密集內層與上層較不密集混合產生巨大影響來解釋。

伊塞拉副教授回憶硏究過程表示,雖然聽起來似乎不大可能,但劉尚飛通過剪切計算(shear calculation)使我確信這不是那麼不可能。研究小組進行了數千次電腦模擬,發現快速生長的木星,會擾亂附近位於行星形成的早期階段的胚胎行星軌道。

劉尚飛計算包括對不同情景下碰撞概率和碰撞角度分佈的估計。 在所有情況下,他們發現木星在最初的幾百萬年內至少有四成的機會吞下一顆行星胚胎。 此外因為木星大規模生產強重力,使到正面碰撞比側面碰撞更常見。在運行立體電腦模型後,碰撞場景變得更加引人注目,這些模型顯示碰撞將如何影響木星的核心。

【圖:日本國立天文台天體生物學中心;文:節譯自萊斯大學2019年8月14日新聞公佈;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的《自然》期刊

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