新模擬技術(shù)下太陽(yáng)內(nèi)部和行星軌道關(guān)系圖
近日，來(lái)自美國(guó)和英國(guó)的科學(xué)家們使用最新的模擬技術(shù)來(lái)揭示有關(guān)行星形成的全部過(guò)程。這種新型模擬技術(shù)使用一維模式，詳細(xì)的模擬了行星從“氣體塵埃”向“行星”轉(zhuǎn)化的過(guò)程，完整的再現(xiàn)了行星一百萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程，揭示了地球的誕生過(guò)程。
在過(guò)去20年中，科學(xué)家進(jìn)行的有關(guān)行星形成的的模擬(即行星是怎樣從原行星盤中發(fā)展出來(lái)的)都是以行星將被太陽(yáng)所吸引為前提，因此這些模擬得出的結(jié)論一直與地球的實(shí)際情況相違背。
據(jù)報(bào)道，來(lái)自美國(guó)自然歷史博物館和英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)出的這種新的模擬技術(shù)顯示：原行星盤溫度的變化會(huì)導(dǎo)致其外部和內(nèi)部物質(zhì)的移動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中行星得以從原行星盤中安全解脫出來(lái)，形成自己的軌道。當(dāng)原行星盤開(kāi)始消散，行星就被留了下來(lái)，而不是與它的母恒星發(fā)生碰撞。這項(xiàng)研究的結(jié)果日前在美國(guó)天文學(xué)會(huì)2010年年度會(huì)議上公布。
其實(shí)，在恒星的誕生過(guò)程中，也會(huì)形成一個(gè)由氣體和塵埃組成的原行星盤，由于星盤的中平面是不傳熱的，因此無(wú)法通過(guò)向外層空間輻射熱量快速冷卻下來(lái)，所以太陽(yáng)的溫度非常高。
英國(guó)劍橋大學(xué)的研究人員突破性的將“溫度”這個(gè)因素引入了這種新模擬。研究表明，原行星盤的溫度結(jié)構(gòu)決定了其里面的低質(zhì)量行星的運(yùn)動(dòng)方向。這一重要的論斷為后來(lái)的地球誕生的研究工作奠定了基礎(chǔ)。
美國(guó)天文學(xué)會(huì)的研究人員將這種最新的模擬技術(shù)進(jìn)一步進(jìn)行深化，它們將原行星盤在長(zhǎng)期演變過(guò)程中的溫度和密度結(jié)構(gòu)考慮進(jìn)去。這樣的模擬結(jié)果顯示，在原行星盤一生的演變過(guò)程中，行星在星盤的內(nèi)部和外部物質(zhì)移動(dòng)的中間區(qū)域形成軌道。隨著星盤的逐漸消散，軌道也會(huì)緩慢地向內(nèi)移動(dòng)。一旦氣體密度下降到足夠低的程度，行星將會(huì)擺脫星盤的影響，這時(shí)的行星的軌道將變?yōu)橐粋€(gè)類似圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的行星軌道。
美國(guó)自然歷史博物館天體物理學(xué)館長(zhǎng)兼物理科學(xué)部主席莫迪凱·馬克·麥克羅(Mordecai-Mark Mac Low)說(shuō)“我們?cè)噲D了解行星是如何在孕育它的原行星盤的演變過(guò)程中與原行星盤展開(kāi)互動(dòng)的，我們發(fā)現(xiàn)形成地球的行星能夠在原行星盤的‘陷沒(méi)’中生存下來(lái)，而沒(méi)有被太陽(yáng)所吸引?！?/p>
美國(guó)自然歷史博物館天體物理學(xué)部的弗拉基米爾·里拉(Wladimir Lyra)說(shuō)：“在該項(xiàng)目中，我們使用了一維模式，因?yàn)槿S模式的費(fèi)用浩大，而且僅能追蹤到星盤演化過(guò)程中大約100個(gè)軌道，時(shí)間局限約為1000年，因此我們拋棄了三維模式，使用一維模式可以一目了然地觀察到原行星盤在一百萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生的事?！?/p>
麥克羅將研究報(bào)告在美國(guó)天文學(xué)會(huì)的會(huì)議上進(jìn)行了公布，報(bào)告目前還提交給了《天體物理學(xué)雜志》發(fā)表。這項(xiàng)研究由美國(guó)自然歷史博物館、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)航天局提供資金。（騰訊科技）
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