科学|火星是如何诞生的?科学家追溯到太阳系形成的时刻( 二 )


卵石吸积
对核心吸积的最大挑战是时间——建造巨大的巨型气体巨人 , 足以抓住他们大气中较轻的成分 。 最近的一项研究表明 , 与早期的研究相比 , 小型的pebble大小的物体如何融合在一起 , 比早期的研究要快1000倍 。
“这是第一个模型,我们知道,你从一个非常简单的结构开始从行星形成太阳星云,与巨大的行星系统,最终,我们看到的,”研究作者哈罗德·奥尔特西南研究所的天文学家(SwRI)在科罗拉多州,2015年告诉Space.com 。
2012年 , 瑞典隆德大学(Lund University)的研究人员Michiel Lambrechts和安德斯·约翰森(Anders Johansen)提出 , 微小的卵石一旦被冲掉 , 就会成为快速建造巨大行星的关键 。
他说:“研究结果表明 , 这种以前被认为不重要的形成过程中遗留下来的小石子 , 实际上可能是行星形成问题的一个巨大解决方案 。 ”
Levison和他的团队建立在这一研究上 , 更精确地模拟了这些微小的卵石如何在今天的银河系中形成 。 在之前的模拟实验中 , 大中型物体以相对恒定的速度消耗着它们的pebble大小的表兄弟 , Levison的模拟显示 , 更大的物体更像恃强凌弱者 , 从中等大小的物质中攫取小石子以更快的速度生长 。
研究报告的作者之一、来自SwRI的凯瑟琳·克瑞克告诉Space.com网站说:“现在较大的物体会把较小的物体分散到较小的物体上 , 而较小的物体会把它们散射回来 , 所以较小的物体最终会被分散在卵石圆盘上 。 ”“更大的家伙基本上是欺负较小的那个 , 这样他们就可以吃掉所有的鹅卵石 , 而且他们可以继续成长 , 形成巨大行星的核心 。 ”
2018年 , 美国国家航空航天局将启动对火星的探测任务 , 研究火星的内部 。
“但洞察力不仅仅是一个火星使命——这是一个类地行星explorer将解决的最基本问题之一的行星和太阳系科学——理解的过程,塑造了太阳系内部的岩石行星(包括地球)四十亿多年前,“据NASA 。
“InSight试图回答科学最基本的问题之一:地球上的行星是如何形成的?”
缩小
火星是否从磁盘不稳定、核心或卵石添加开始 , 随着它的增加 , 它继续增加 。 模型表明 , 如果气体和尘埃能够顺利地通过太阳系传播 , 那么红色的行星应该和金星和地球一样大 。 相反 , 火星的质量只有10% , 这表明它是在一个低行星的区域形成的 。
火星地表
科学|火星是如何诞生的?科学家追溯到太阳系形成的时刻
本文插图
进入大头针模型 , 主导理论解释所谓的“小火星问题” 。 根据模型 , 木星和土星在他们出生后不久就朝着太阳迁移 , 然后像帆船一样被拖回太阳系外 。 沿着这条路 , 他们将会把本该提供火星形成的大部分碎片清扫掉 。
另一种可能是在原行星盘中自然形成的低密度区域 。
“如果这个部分的空隙足够长 , 它就可以保存在后来形成的行星和行星胚胎的分布中 , ”钱伯斯写道 。 “Izidoro所做的模拟显示 , 在火星目前的轨道上 , 减少50%到75%的行星建筑 , 有利于形成一个弱小的红色星球 。 ”
另一种选择是火星实际上是从小行星带开始的 , 然后由于与行星的相互作用而向太阳移动 。
“因为火星比小行星更大 , 所以当它把这些行星散射到木星上时 , 它就会失去能量 , 因为它把它们从太阳系中喷射出来 , ”Ramon Brasser , 第一作者 , 东京技术的地球生命科学研究所的副教授 , 告诉Space.com 。
加热和冷却
就像所有的行星一样 , 由于这些碰撞产生的能量 , 火星变得很热 。 地球内部的熔化和致密元素 , 如铁 , 下沉到中心 , 形成核心 。 较轻的硅酸盐形成了地幔 , 而最不密的硅酸盐形成了地壳 。 火星可能有几百万年的磁场 , 但随着地球变冷 , 磁场也随之消失 。