爆炸！碰撞！这就是早期的太阳系

铁陨石表明太阳系早期经历数百万年的混乱期

陨石提供了太阳系早期发生的剧烈事件的线索。

太阳系早期的小行星撞击使它们的铁核暴露在太空中，这使得小行星能够迅速冷却。

图片来源：美国国家航空航天局（NASA），加州理工学院喷气推进实验室

根据一项新的研究成果，也就是对金属小行星的铁陨石核心进行分析，表明在太阳系形成后的780万年到1110万年之间，早期太阳系发生了一场巨大而猛烈的爆炸，小行星和正在形成的小行星不断相互撞击。

为了能够深入了解铁陨石的母体演化情况，一个国际研究小组分析了地球上发现的18块铁陨石中钯、银和铂的同位素，分析结果表明金属小行星拥有稠密的铁质内核，铁陨石便是来自这些铁质内核，而这些铁核则是在与其他小行星撞击过程中产生的。

钯107经过放射性衰变成为银107，半衰期为650万年。先前用质谱仪对这两种同位素的相对丰度进行监测，测量结果表明，由陨石构成的小行星内核曾经历过快速冷却降温。问题是，快速冷却过程发生在什么时间？

为了缩短研究时间，由苏黎世联邦理工学院、瑞士国家行星研究中心的高级科学家艾利森.亨特领导的研究团队，对质谱仪的检测过程进行改进，用以检测太空中宇宙射线击中陨石所产生的稀有金属铂的同位素。

亨特在一份声明中说：“对于铂同位素丰度的补充测量，能够校正因太空宇宙辐射所导致的银同位素测量失真，因此我们比以往更能精确测定碰撞的时间。”

亨特所在的团队研究得出的日期是太阳系形成后的780万年到1110万年之间，虽然对其他流星的研究结果可能会延长这个时间，但在其45亿年的历史中，这的确是一个相对较短的时间跨度。

这项研究结果表明早期的太阳系极为混乱。行星尚未形成，小行星与原行星频繁发生碰撞，这些碰撞将较大的小行星的硅酸盐地幔剥离开来，这样小行星的金属内核就完全暴露在太空中，这使得小行星在发生导致其分崩离析的爆炸之前就已经迅速冷却。

一块铁陨石（小行星撞击亚利桑那州形成的巴林杰陨石坑的一部分）

图片来源：NASA

亨特说：“那时，一切都已支离破碎。”

某种原因导致了这种混乱，亨特的研究团队认为，这种混乱与太阳星云（也就是形成太阳的气体星云）的消散有关。然后，星云的残余物质在年轻的恒星周围形成一个圆盘，随着气体冷却，尘埃与冰凝结，经过积聚过程，最终形成了人们今日所熟知的行星、小行星和彗星。

但是，这些行星聚集的时间十分有限。随着太阳的逐步形成，太阳风吹散了孕育太阳星云的残余物。气体摩擦形成了年轻星体，而这种摩擦又减缓了星体的轨道速度。研究人员解释，如果行星体失去气体约束，那么一定会经历一段混乱期，比如行星轨道失控等，并导致一连串的星体碰撞事件，然后，这些行星才会归于平静。

2026年，飞船将访问金属小行星“普赛克”。（图片来源：加州理工学院、航天局喷漆推进实验室、亚利桑那州立大学）

然而，研究团队指出在同一时期发生的其他事情也能够导致太阳系的混乱。尤其是巨大的气体行星，如木星和土星，它们围绕着早期太阳系进行行星迁移。它们的引力扰乱了较小天体的轨道，使得这些小行星成为小行星带和柯伊伯带。

一个特别的模型，也就是被称为“大策略”的模型，表明木星曾在太阳系内发生过迁移，它距离太阳极近，就像是如今的火星与太阳之间的距离。受土星引力的影响，木星再次向太阳系外迁移，并移动至现在的位置。根据“大策略”模型可以估算出这一迁移发生在1000万年之前。

然而，要证明45亿年前所发生的事情的确是一项巨大的挑战。研究产生铁陨石的小行星从形成到毁灭这一过程，能够为早期太阳系的剧烈程度提供新的证据。

稍晚些时候，NASA将启动普赛克小行星任务，这一举动将带回更多数据和信息。普赛克航天器将于2026年抵达这颗金属质地的小行星。

这项研究将通过在线方式在《自然天文学》杂志上发表。

BY:Keith Cooper

FY: 万琳

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