“宇宙信使”的陨石在原行星碰撞中产生

一项天文的研究发现，陨石是行星形成的副产品，人们过去一直认为陨石是行星的构造体，长期以来，坠落在地球的粉碎性流星被认为是早期太阳系的遗骸，奇形怪状的块状物由岩石和金属物构成，陨石镶嵌了密密麻麻的球粒，微小而光亮透彻的球状晶粒曾是融化的滴粒。陨石球粒是类地行星早期的“果核”，当早期太阳系发生合并、集聚的过程时，熔滴颗粒和周围的气体、尘埃发生了碰撞，更大的行星原型体或行星前体得以形成。

麻省理工和普渡大学的研究人员发现，陨石球粒在行星的形成过程中发挥的作用较少，他们以计算机的模拟为依据得出了不同过去的结论，陨石球粒不是行星形成的“建筑模块”，在早期行星形成的暴烈而杂乱的过程中，陨石只是行星形成的副产品。类似月球大小的团块在陨石球粒出现之前已经存在，它们是“存在前的存在物”，陨石球粒有一种最为可能的出现方式，月球尺寸大小的团块或行星胚胎发生了相互碰撞，行星胚胎的相互碰撞达到了十分剧烈的程度，从胚胎团块的融化物中撕裂了一部分，在碰撞中融化的物质像羽毛一样四处飞散，碎片物质冲入了太阳系星云，残余的滴流颗粒冷却后形成了陨石球粒。

麻省理工学院地球、大气和行星科学系的博士后研究员布兰登·约翰逊解释说，他们的发现修正了教科书中有关最早太阳系起源的内容。陨石实际上不是构成行星的原初模块，它们是行星诞生过程中遗落的副产品，从行星体分离的碎片物形成了陨石。这说明了早期太阳系的起源比人们过去的认识更为猛烈而动荡，早期太阳系发生过“大动荡”的极端天文事件，巨大的撞击事件击碎了原初的行星团块，喷撒出的熔浆物质好似地球上火山爆发的景象，大量的热熔物质像“天女散花”一样喷溅到周围的太空。约翰逊和同事的此项研究成果发表在《自然》杂志上。

高速飞散的融化岩石产生了，为了取得在太阳系“婴儿时期”对陨石球粒的作用更为清晰的认识，麻神理工的科学团队第一次模拟了原行星之间的大碰撞。原行星是岩石状的天体，它们的尺寸在小行星和月球之间，科学团队模拟了所有不同类型的原行星的相互碰撞，确定了早期太阳系中原行星发生相互碰撞的位置、时间、大小和速率，模拟结果显示，类似月球尺寸的原行星的形成速度更快，在陨石球粒出现之前的10,000年，类似月球尺寸的原行星的活动已经出现。

约翰逊以特定模型确定了原行星碰撞的类型、碰撞力度和融化、喷撒热熔物质的关联性，模拟实验的结果显示，当原行星以每秒2.5公里的速度发生碰撞时，足够大的碰撞力度使得热熔物质好似“倾盆大雨一样喷洒到周围的太空，天体物理学家将热熔物质的喷洒称为“冲击射流”。在两颗原行星发生碰撞的过程中，十分少量的物质在冲压作用下形成了极高的温度，从碰撞点向外抛射的热熔物质温度达到了物质的熔点。

原行星的碰撞产生了冲击射流，可能发生在太阳系诞生后的500万年，这时的陨石球粒已经出现，原行星的大碰撞产生了足够的陨石球粒，它们聚集在太阳系小行星带的区域，在可观测的小行星带中，巨大的陨石数量证明了陨石球粒的广泛分布。为了深入了解陨石球粒的产生过程，科学团队进行了第三项模拟实验，以计算陨石球粒的冷却速率。之前的实验结果表明，陨石球粒的冷却速率为每小时10到1,000开尔文，满足了陨石球粒的形成条件。科学团队应用了辐射传输的模型，模拟了和冷却速率相一致的大碰撞条件。

原行星发生碰撞时的运动速度为每小时2.5公里，它们在碰撞后产生了熔滴物质，炙热的熔滴物质喷射到周围的空域，每小时的冷却温度为10到1,000开尔文。大碰撞的冲击射流解释了陨石球粒的形成，科学团队正在寻找其它类型的原行星碰撞结果，包括了垂直碰撞、直线碰撞和斜线碰撞，他们预测了斜线碰撞将会产生更高的效率或形成更多分散的热溶状陨石球粒，科学团队在太阳系星云的模拟研究中将深入探索陨石球粒的形成和分布。

陨石球粒一直被认为是构筑行星的基本材料，实验结果带有讽刺意味，它们却是早期原行星相互碰撞的遗物。科学团队的发现似乎重新定义了球粒状构造的陨石，球状颗粒不是形成行星的基础材料，过去的陨石形成理论与模拟实验的结果产生了分歧。科学团队的发现可能改变人们对早期太阳系既有的认识，陨石样本包含了重要线索，它们在人们理解太阳系如何形成的问题上扮演了重要角色。对过去认识的纠偏需要更多的模拟实验，还要寻找天文观测的直接证据。

（编译：2015-1-15）