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美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室最新研究表明太阳系形成花费了不到20万年的时间

美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室最新研究表明太阳系形成花费了不到20万年的时间

美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室最新研究表明太阳系形成花费了不到20万年的时间

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:天文学家们经常谈论宇宙时间尺度。对人类来说,十年通常被视为一段很长的时间。在宇宙时间尺度上,10年甚至100年就是弹指一瞬间,宇宙时间尺度是以百万或数十亿年为单位。现在,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室科学家最近宣布,研究表明我们的太阳系形成花费了不到20万年时间。

在宇宙尺度上,这个速度非常快。研究人员在研究陨石中钼元素同位素后得出这个结论。这种构成了太阳和太阳系其他部分的物质,来自45亿年前一个大型气体和尘埃云崩塌。通过观察与我们太阳系形成相似的其他类太阳系,科学家估计,云层坍塌和恒星点燃可能需要大约100万至200万年的时间。

在这项研究之前,太阳系形成的时间框架还不清楚。新的研究表明,导致太阳系形成的气态云崩塌发生得非常快,不到20万年。该项目的科学家打个比方,如果将这个时间段与人类怀孕相比较,那么怀孕时间将持续12小时而不是9个月。太阳系中最古老的固体是富含钙铝的包裹体(CAIs),它们直接记录了太阳系的形成过程。CAIs形成于1300多开氏度的高温下,很可能靠靠年轻的太阳。

这些包裹体随后被输送到一个碳质球粒陨石形成区域。大部分包裹体形成于45.67亿年前,通过测量碳球粒陨石中各种CAIs的钼同位素和微量元素组成,研究小组发现CAIs独特的同位素成分覆盖了形成原星盘整个物质范围,这意味着这些包裹体一定是在云层坍塌的时间跨度内形成的。

相关报道:不到20万年!太阳系形成所需时间首次算明白

(神秘的地球uux.cn报道)据科技日报(刘霞):物理学家组织网近日报道,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)科学家在最新一期《科学》杂志撰文称,他们对陨石上钼元素的同位素进行研究后得出结论称:大约45亿年前,我们身处的太阳和太阳系在短短20万年内形成,这是科学家首次计算出太阳系形成所需时间。

构成太阳和太阳系其余部分的物质来自约45亿年前大量气体和尘埃云的坍塌。此前,天文学家观察了与太阳系形成情况类似的其他恒星系统,估计云团的坍塌和恒星的形成大概需要100万到200万年,但最新研究结果表明,我们所处的太阳系情况比较特殊。

研究人员解释称,太阳系中最古老的固体是钙铝混合物(CAIs),这些样品直接记录了太阳系的形成。CAIs的大小从微米到厘米不等,在超过1026摄氏度(与年轻太阳的“体温”类似)的高温环境下形成。随后,它们被运送到碳质球粒陨石(及其母体)形成的区域,科学家们正是在该区域发现了它们。大部分CAIs形成于45.67亿年前,形成时间约为4万到20万年。

在最新研究中,该研究团队测量了从碳质球粒陨石,包括在地球上发现的最大的碳质球粒陨石“阿连德”中提取出的各种钼的同位素及微量元素。他们发现,CAIs内不同钼同位素在原行星盘内形成的所有物质中都存在,因此,这些CAIs一定是在云团崩塌的时间跨度内形成的。

由于观测到的恒星吸积时间跨度(100万至200万年)远比CAIs形成所需时间长得多,研究小组能精确确定太阳系形成过程中哪个阶段由CAIs的形成记录下来,以及组成太阳系的物质以多快速度吸积。他们最终得出结论称,太阳系在20万年左右的时间内形成。

论文主要作者、LLNL宇宙化学家格雷格·布雷内卡说:“以前,我们并不了解太阳系形成需要多长时间。我们的最新研究表明,导致太阳系形成的这场塌缩在不到20万年的时间内非常迅速地发生。”

相关报道:通过陨石内含物衡量太阳系形成时间

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学报(冯维维):陨石中富含钙铝的内含物(CAIs)是太阳系中最早形成的固体物质,在绝对时间尺度上定义了它的诞生时期。这为恒星形成的天文观测和太阳系形成的宇宙化学研究提供了联系。

作者发现CAI中独特的钼同位素组成几乎覆盖了在原行星盘中形成的所有物质的组成范围。

他们认为CAIs形成于太阳从原恒星到恒星形成前主序阶段的过渡时期,将太阳系的形成置于一个天文背景中。研究结果表明,大部分构成太阳和太阳系的物质是在持续不到20万年的CAIs形成时期累积的。

相关论文信息:https://science.sciencemag.org/content/370/6518/837




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