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不到20萬年!太陽系形成所需時間首次算明白

科技日報北京11月16日電 (記者劉霞)據(jù)物理學家組織網(wǎng)近日報道,美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(LLNL)科學家在最新一期《科學》雜志撰文稱,他們對隕石上鉬元素的同位素進行研究后得出結(jié)論稱:大約45億年前,我們身處的太陽和太陽系在短短20萬年內(nèi)形成,這是科學家首次計算出太陽系形成所需時間。

構(gòu)成太陽和太陽系其余部分的物質(zhì)來自約45億年前大量氣體和塵埃云的坍塌。此前,天文學家觀察了與太陽系形成情況類似的其他恒星系統(tǒng),估計云團的坍塌和恒星的形成大概需要100萬到200萬年,但最新研究結(jié)果表明,我們所處的太陽系情況比較特殊。

研究人員解釋稱,太陽系中最古老的固體是鈣鋁混合物(CAIs),這些樣品直接記錄了太陽系的形成。CAIs的大小從微米到厘米不等,在超過1026攝氏度(與年輕太陽的“體溫”類似)的高溫環(huán)境下形成。隨后,它們被運送到碳質(zhì)球粒隕石(及其母體)形成的區(qū)域,科學家們正是在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)了它們。大部分CAIs形成于45.67億年前,形成時間約為4萬到20萬年。

在最新研究中,該研究團隊測量了從碳質(zhì)球粒隕石,包括在地球上發(fā)現(xiàn)的最大的碳質(zhì)球粒隕石“阿連德”中提取出的各種鉬的同位素及微量元素。他們發(fā)現(xiàn),CAIs內(nèi)不同鉬同位素在原行星盤內(nèi)形成的所有物質(zhì)中都存在,因此,這些CAIs一定是在云團崩塌的時間跨度內(nèi)形成的。

由于觀測到的恒星吸積時間跨度(100萬至200萬年)遠比CAIs形成所需時間長得多,研究小組能精確確定太陽系形成過程中哪個階段由CAIs的形成記錄下來,以及組成太陽系的物質(zhì)以多快速度吸積。他們最終得出結(jié)論稱,太陽系在20萬年左右的時間內(nèi)形成。

論文主要作者、LLNL宇宙化學家格雷格·布雷內(nèi)卡說:“以前,我們并不了解太陽系形成需要多長時間。我們的最新研究表明,導致太陽系形成的這場塌縮在不到20萬年的時間內(nèi)非常迅速地發(fā)生。”

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