科學家終於「登上」了太陽系相當於落基山脈的高度，在發表在《自然天文學》期刊上的一項研究中，來自美國和日本的科學家揭示了我們宇宙鄰居「大鴻溝」的可能起源。這種眾所周知的分裂，可能在太陽剛形成時就把太陽系分開了。這一現象有點像落基山脈將北美分為東西兩部分。一邊是「地球」行星，如地球和火星。它們是由與更遙遠的「木星」(如木星和土星)大不同類型的物質組成。

東京理工學院地球生命科學研究所(ELSI)的研究員，主要作者Ramon Brasser說： 問題是如何創造出這種成分上的區別？如何確保來自太陽系內外的物質在其歷史早期就不會混合在一起呢？布拉瑟和合著者、科羅拉多大學博爾德分校地質科學系教授史蒂芬·莫伊齊斯(Stephen Mojzsis)認為：我們已經找到了答案，這可能會為地球上生命的起源提供新線索。

太陽圓盤上有重要的線索

早期太陽系至少被一個環狀結構分割成兩個區域，該結構在年輕的太陽周圍形成了一個圓盤。這個圓盤可能對行星和小行星的演 化，甚至對地球上生命的歷史有著重大 影響。 這種成分差異最可能的解釋是：它來自這個氣體和塵埃圓盤的內在結構。研究人員創造出了一個術語「大鴻溝」，今天看起來並不太像。這是一片相對空曠的空間，位於木星附近，恰好在天文學家所說的小行星帶之外。

但是仍然可以在整個太陽系中探測到它的存在，從這條線向太陽移動，大多數行星和小行星傾向於攜帶相對較低的有機分子豐度。然而，向木星和更遠的方向走去，就會出現一幅不同的圖景：太陽系這個遙遠部分的，幾乎所有東西都是由富含碳的物質組成。這種區別當它第一次被發現時真的是一個驚喜，許多科學家認為木星是造成這一意外的原因。

當時的想法是，這木星的質量如此之大，以至於它可能起到了引力屏障的作用，阻止了來自太陽系外部小行星和塵埃螺旋向太陽系內部旋轉。科學家們使用了一系列計算機模擬來探索木星在太陽系演化中的作用。發現，雖然木星很大，但它在形成之初可能從來沒有大到足以完全阻止岩石物質向太陽內移動的程度。如果木星不是負責創造和維持這種成分區別的原因，那還能是什麼呢？

顯而易見的解決方案

多年來，在智利阿塔卡馬大毫米/亞毫米陣列(ALMA)天文台的科學家們注意到，遙遠恆星周圍有一些不尋常的東西：年輕恆星系統經常被氣體和塵埃組成的圓盤包圍，在紅外線下，它們看起來有點像老虎的眼睛。如果太陽系在數十億年前就存在類似的環，那麼從理論上講，它可能是造成大鴻溝的原因。這是因為這樣的環會產生高低壓氣體和塵埃交替帶。反過來，這些帶可能會將太陽系最早的「積木」拖入幾個截然不同的下沉：

其中一個將會產生木星和土星，以及另一個地球和火星。在山區，大分水嶺導致水以這樣或那樣的方式流失，這類似於這種壓力衝擊會如何分割太陽系中的物質」。但是，太空中的障礙可能並不完美。一些太陽系外物質可能仍在攀越分水嶺。而這些外圍物質可能對地球的演變起到了重要作用。那些可能進入地球的物質將是那些揮發性、富含碳的物質，這給了地球水和有機物等等，剩下的就是地球歷史了。

博科園｜研究/來自：科羅拉多大學博爾德分校

參考期刊《自然天文學》

DOI: 10.1038/s41550-019-0978-6

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