水星作为行星为什么体积这么小科学家用太阳

沈阳白癜风医院 http://pf.39.net/bdfyy/bdfhl/210806/9283952.html

水星在我们的太阳系中是一颗很奇怪的行星,相较于它在太阳系中的其他兄弟而言,它的体积显得小得有点令人难以置信,但它却拥有一个相对来说很巨大的核心。对于我们来说水星是如此的奇怪,以至于我们的天文学家一直无法用太阳系形成的模型来解释它的这些特性,但是现在,研究人员终于发现了一条重要的线索来解释这一切,科学家发现水星的怪异特征可能是太阳系内的巨行星造成的。

水星是迄今为止太阳系中最小的行星,其质量和体积都只有地球的5.5%左右,尽管相比之下它是如此渺小,但水星却是太阳系中密度第二大的行星,其密度可以达到地球密度的98%。水星之所以有如此惊人的密度,要归结于它的大核心,它的地核一直延伸到整个星球半径大约85%的距,相比之下地球的地核只达到了大约一半的距离。

自从天文学家开始对太阳系的形成进行模拟以来,他们就很难解释水星的小尺寸和巨大内核的奇怪组合,到目前为止,我们最好的模拟也只是捕捉到了太阳系内行星形成的总体情况,在太阳系早期大约1亿年的时间里,太阳系原星盘里的小行星碰撞形成了我们今天看到的这些行星,这些模拟可以得到四颗内行星的一般参数,如它们轨道的椭圆度,在什么时间内行成的,但是这些模拟不能正确地得到这些内行星的质量,尤其不能解释为什么水星有一个如此大的核心。

经过天文学家长时间的模拟,他们也对水星的一些奇怪属性有了一定的了解。首先是解释了水星的尺寸为什么这么小,其中一部分原因是由于早期原行星盘内物质相对缺乏造成的,大部分材料都留给了太阳的成长,对原行星盘发展的模拟表明,由于离心力和来自原星盘中心成长中的恒星的辐射压力,原行星盘的边缘倾向于向其内部变薄,因此从一开始水星就没有得到足够的形成材料。

其次太阳系外侧的巨行星并不是在它们现在的位置形成的,因为在它们的轨道半径上,根本没有足够的物质让它们在那里完全成形,因此它们形成于更靠近太阳的地方,那里的气体密度最高,一旦它们形成,它们就开始在引力上相互作用,在数百万年的时间里不断拉扯它们附近的邻近行星来壮大自己,直到它们到达现在所处的稳定轨道。

在天文学家的模拟中,研究人员发现,太阳系外侧巨行星之间的这种引力捕获行为严重消耗甚至完全清除了原行星盘的最内部区域本就不多的物质,尽管巨行星离水星的轨道极远,但它们巨大的体积足以弥补它们的距离,而且它们的运动引发了内盘的不稳定性,这些微小的引力牵引能够将物质直接送入太阳,或者将它们完全弹出太阳系。

因此水星的形成从一开始就没有获得过足够的物质供给,所以它注定是小的。但是它那奇怪的大核心是怎么形成的呢?研究人员发现,当太阳系的行星最初开始形成时,水星并不孤单,它与其他几十个,甚至几百个小行星和原行星一起共享这个轨道,但外侧巨行星的引力将许多原行星从内太阳系中移走了,引力平衡被打破后就发生了许多的碰撞。研究人员认为年轻的水星遭受了数十次甚至可能是数百次的碰撞,每一次碰撞都特别剧烈,能够将任何较轻的岩石崩裂并蒸发掉,能够留下的都是形成行星核心的较重元素,随着每次碰撞的发生,水星获得了核心质量的增加,但并没有获得较轻的地幔和地壳材料。

虽然现在研究人员的太阳系形成模型已经可以在正确的轨道上建立一个具有正确核心大小的水星,但他们仍然无法再现水星的整体大小,他们模拟的水星体积最终总是太大了,尽管如此,这些结果对于太阳系的研究仍然算得上是一个进步。我们现在知道,太阳系外侧巨行星在塑造内太阳系方面发挥着重要作用,而它们从原行星盘内部移除物质的能力也为水星遭受建立其核心所必需的碰撞创造了条件。希望后面更详细的模型能够重现太阳系年轻时的所有动态,给我们建立一个我们行星历史的完整图景。




转载请注明:http://www.nicekoucai.com/jbxx/jbxx/83105.html

  • 上一篇文章:
  •   
  • 下一篇文章: 没有了