勞倫斯-利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員發(fā)現(xiàn),太陽(yáng)系中許多行星體的當(dāng)前位置并不是它們最初形成的地方。在太陽(yáng)系發(fā)展過(guò)程中,巨行星(木星和土星)很早就形成了,隨著它們的成長(zhǎng),它們既向太陽(yáng)靠近又向太陽(yáng)遠(yuǎn)離,以保持在引力穩(wěn)定的軌道上。
這些巨大天體的引力作用造成了當(dāng)時(shí)正在形成的其他行星體巨大洗牌,這意味著我們太陽(yáng)系中許多行星體的當(dāng)前位置并不是它們最初形成的地方。勞倫斯-利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的科學(xué)家們通過(guò)研究來(lái)自小行星帶(火星和木星之間)的不同組別隕石的同位素組成,著手重建這些最初的形成位置。小行星帶是幾乎所有地球隕石的來(lái)源,但構(gòu)成小行星帶的材料是由太陽(yáng)系各地的材料掃蕩形成的。該研究發(fā)表在《地球和行星科學(xué)通訊》上。
研究人員表示,由于巨行星遷移導(dǎo)致早期太陽(yáng)系的重大重組阻礙了我們對(duì)行星體形成地點(diǎn)的理解,而通過(guò)觀察來(lái)自小行星帶的隕石的構(gòu)成,我們能夠確定它們的母體一定是從早期太陽(yáng)系中非常不同位置的材料中吸積而來(lái)。盡管小行星帶只是太陽(yáng)系的一個(gè)相對(duì)狹窄的帶子,但它包含了令人印象深刻的多樣化的材料集合。例如,在主帶內(nèi)已經(jīng)確定了多個(gè)光譜學(xué)上不同的小行星家族,表明了巨大的不同的化學(xué)成分。此外,已知隕石來(lái)自該帶大約100個(gè)不同的母體,具有不同的化學(xué)和同位素特征。
研究小組采集了玄武質(zhì)無(wú)球粒隕石(類似于陸地玄武巖的石質(zhì)隕石)的樣本,以測(cè)量它們?cè)谠剽S(Nd)和鋯(Zr)中的核合成同位素特征。他們的工作表明,這些元素的特點(diǎn)是某種類型的前太陽(yáng)系物質(zhì)承載的同位素相對(duì)缺失,這一數(shù)據(jù)與在其他元素中觀察到的核合成特征有很好的相關(guān)性,表明這一太陽(yáng)系前物質(zhì)在整個(gè)早期太陽(yáng)系中呈梯度分布。
通過(guò)將這些同位素特征與太陽(yáng)系重建的其他代用指標(biāo)進(jìn)行比較,這將行星體的原始形成位置與它們目前的位置聯(lián)系起來(lái),這些測(cè)量有助于科學(xué)家通過(guò)宇宙定位隕石母體的吸積軌道來(lái)重建原始太陽(yáng)系。