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太陽星雲是經過凝聚與吸積產生太陽、太陽系內天體的氣團與瀰漫的固體物質。大概於50億年前首先塌縮,後來構成太陽系的氣塵雲。

1 太陽星雲 -簡介

太陽星雲太陽星雲

太陽星雲(Solar Nebula)通過凝聚和吸積形成太陽、太陽系內天體的氣團和彌散的固體物質。大約50億年前開始塌縮,後來形成太陽系的氣塵雲。一團雲狀的星際氣塵(「太陽星雲」)由於自己的重力而混亂崩潰。擾亂的原因也可能是附近的一顆超新星發出的震波造成的。

2 太陽星雲 -形成原理

中央原始星

雲團崩潰后,中心不斷升溫並壓縮,熱到可以使灰塵蒸發。初期的崩潰時間估計少於10萬年。中央不斷壓縮使它變為了一顆質子星,原先的氣體則繞著它公轉。大多數氣體逐漸向里移動,又增加了中央原始星的質量。也有一部分在自轉,離心力的存在使它們無法往當中靠攏,逐漸形成一個個繞著中央星體公轉的「添加圓盤」並向外輻射能量慢慢冷卻。

太陽星雲三葉星雲
第一個制動點

質子星與繞著轉的氣體可能不夠穩定,由於自身的重力而繼續壓縮,這樣產生了雙星。 氣體逐漸冷卻,使金屬,岩石和(離中央星體遠處)冰可以濃縮到微小粒子。(比如氣體又變回成灰塵。)添加圓盤一形成,金屬便開始凝結(對於某個流星的同位素測量,估計是在45.5到45.6億年前);岩石凝結得較晚(44到45.5億年前)。 

灰塵粒子互相碰撞,又形成了較大的粒子。這個過程不斷進行,直到形成大圓石頭或是小行星。快速生成。較大的粒子終於大到能產生不可忽略的重力場,它們的成長也越來越快。它們的重力使小粒子的加盟變得容易也變得更快,終於搜集到的質量與它們在公轉軌道上運行應有的質量相符,使運行變得穩定。因為大小由距離中點的距離和質子星體密度和化學組成決定。按理論來說,太陽系內層中像月球大小的小行星是太大了,外層需要地球的1到15倍大小的星體。在火星與木星處有一個較大的質量跳躍:來自太陽的能量能使近距離的冰變為水蒸氣,所以固態的合成的星體與太陽的距離可以大大超過臨界值。這類小行星體需要二千萬年形成,最遠的組成時間最長。

第二個制動點

質子星多快形成,形成多大。星雲冷卻100萬年後,這顆星產生了強勁的太陽風,將星雲中剩餘的氣體全部吹散。如果質子星夠大,它的重力將能吸進星雲中的氣體,變成氣態巨型星,反之,則成為一個岩石質或冰質星體。

這一刻,太陽系是由固態星,質子星,氣態巨型星構成的。「小行星體」不斷碰撞,質量也漸漸變大。千萬到億年之後,最終形成了10多個運行於穩定軌道的行星,這就是太陽系。在漫長歷史中,這些行星的表面可能被極大地改變,被碰撞什麼的。(比如大部分由金屬組成的水星或月球。)

3 太陽星雲 -來源探究

太陽星雲獵戶星雲

一般認為,銀河系的第一代恆星幾乎全是由氫組成的,而第二、第三代恆星在形成的初期便含有許多種較重的核素,基於在太陽上存在許多種核素,天文學家們認為太陽是銀河系中的第二或第三代恆星,太陽上的那些較重的核素就是來自銀河系中的第一代恆星。天文觀測表明,在銀河系中存在著大量的雙星系或多星系恆星,即兩個或多個非常接近的恆星不僅環繞銀河系的中心運行,還彼此相互環繞運動。 

假設銀河系中某個雙星系或多星系中的一個質量是太陽的10倍以上的恆星在80億年前發生超新星爆發,則其噴射出的大量物質會以球面的形態擴散開來,顯然,以這種方式擴散開來的物質由於以極快的速度飛向四面八方,最終甚至有可能衝出銀河系,故其不大可能形成太陽星雲。但如果該恆星的伴星(質量是太陽的8倍以上)彼此相距較近,在附近超新星爆發產生的巨大衝擊作用下,其外層的大量物質被剝離並以相對較慢的速度呈團狀飄向遠處,假如被剝離物質的總量足夠大,則這些被剝離的團狀物質經過漫長的歲月後,就有可能在銀河系中逐漸演化成一個新的星雲——太陽星雲,並最終從中誕生出銀河系的第二、第三代恆星——太陽,以及太陽系中包括地球在內的各大行星。

4 太陽星雲 -演化過程

球粒隕石是太陽星雲冷凝吸積的直接產物,其中的頑輝石球粒隕石具有非常特殊的岩石礦物學特徵(如CaS, MgS等各種親石元素硫化物的出現,Sio在金屬相的存在等),是揭示太陽星雲在極端還原條件下演化的鑰匙。此外,

太陽星雲太陽星雲

對該類型隕石的研究還有助於認識太陽星雲在徑向上的物質組成變化規律。

1、極端還原條件下太陽星雲的冷凝。儘管頑輝石球粒隕石形成於非常特殊的條件,但對該類隕石的研究自Keil(1968)的開創性工作以來進展緩慢,其中重要的因素是該類隕石缺少一些關鍵的岩石類型(如EL3)、樣品少且極易風化。該項目通過對中國清鎮隕石(EH3)和新發現的南極隕石MAC 88136(EL3)等系統對比研究,翻開了頑輝石球粒隕石研究的新章節(Lauretta, 2002, Meteorit Planet Sci, 37, 475-476)。通過該項研究,首次建立了極端還原條件下太陽星雲中金屬和各種硫化物的凝聚順序,從高溫到低溫依次為:隕磷鐵礦、隕硫鈣礦、隕硫鎂礦、金屬相、閃鋅礦-隕硫鐵銅鉀礦、各種鉻硫化物;提出硫化物的四種成因機制,包括星雲的氣-固相凝聚、金屬相的硫化反應、固相出熔、礦物的分解等;提出星雲凝聚早期存在高溫熔融事件的觀點和證據;提出EH較EL群形成於更加還原的星雲條件,並首次明確給出這兩個化學群隕石母體在岩石礦物學特徵上的主要異同點和相應的分類參數。

2、極端還原條件下小行星的熱變質。在界定了EH和EL群隕石母體初始岩石礦物學特徵之異同點的基礎上,通過與其他不同熱變質程度的各岩石類型隕石進行對比,確定了EH和EL群頑輝石球粒隕石的熱變質溫度及其在母體中的冷卻速率,給出與這兩個重要隕石母體熱變質歷史相關的重要限制條件(Lauretta, 2002);提出強還原條件下隕石熱變質伴隨還原反應的觀點和證據,以及EH群隕石母體撞擊破碎重新堆積的新模型。此外,根據EH、EL群球粒隕石與熔融分異形成的頑輝石無球粒隕石之間在岩石礦物學、礦物微量元素等方面的對比,對長期爭議的頑輝石無球粒隕石的母體進行了討論,並給出有關限定條件。

3、太陽星雲極端還原區域的太陽系外物質。從形成於太陽星雲極端還原區域的清鎮隕石中首次分離出大量太陽系外物質,通過對其中部分樣品的C,N,Si等同位素分析,首次在頑輝石球粒隕石中發現超新星成因類型的Si3N4;發現新的29Si相對貧化的超新星成因類型SiC,其同位素組成與超新星理論模型給出的結果非常吻合,表明可能存在多種超新星或不同圈層來源的太陽系外物質。通過與形成於太陽星雲氧化區域的碳質球粒隕石中的太陽系外物質對比,提出太陽系外物質在原始太陽星雲中不均一分佈的觀點和證據。

5 太陽星雲 -星雲假說

能適用整個宇宙

太陽星雲相信是讓地球所在的太陽系形成的氣體雲氣,這個星雲假說最早是在1734年由伊曼紐·斯威登堡提出的。[1]在1755年,熟知斯威登堡工作的康德將理論做了更進一步的開發,他認為在星雲慢慢的旋轉下,由於引力的作用雲氣逐漸坍塌和漸漸變得扁平,最後形成恆星和行星。拉普拉斯在1796年也提出了相同的模型。這些可以被認為是早期的宇宙論。

當初僅適用於我們自己太陽系的形成理論,在我們的銀河系內發現了超過200個外太陽系之後,理論學家認為這個理論應該要能適用整個宇宙中的行星形成。

6 太陽星雲 -假說回顧

原始星雲

假說主張一個行星系統原始的型態應該是一個巨大的(典型的直徑應該有~10,000天文單位),由非常低溫的星際氣體和一部分巨大的分子云組成,大致成球形的雲氣。這樣的一個星雲一旦有足夠的密度,在本身的重力作用下便會開始收縮,也可能經由鄰近區域產生的重力波(像是超新星造成的震波)壓迫了分子云,造成重力塌縮的開始。星雲的成分將反映在形成的恆星上,像我們自己太陽系的星雲相信是由98%來自大霹靂的氫和氦(以質量計算),以及2%來自早期死亡的恆星拋回星際空間的重元素組成(參見核合成)。重元素所佔的比例就是所謂的星雲的金屬性;在統計上,金屬性高的恆星(也就是在金屬含量較高的星雲中形成的恆星)較有可能誕生行星。一旦開始,太陽星雲的收縮就會慢慢的、但無可避免的加速。

在塌縮中,有三種物理過程會塑造星云:溫度上升、自轉加速和平坦化。溫度的上升是因為原子加速向中心掉落並深入重力井中,並變得更為緊密,碰撞更為頻繁:重力位能 被轉換成動能或是熱能。其次,即使當初極為細微的,太陽星雲只要有一點點的凈自轉(角動量),會因為角動量的守恆, 星雲的尺寸縮小時就必需轉得更快。最後,星雲必須成為扁平的盤狀,稱為原行星盤,是因為當氣體的小滴碰撞和合併時,它們運動的平均值傾向於凈角動量的方向。

對八塊不同年代,但都在太陽系形成的最初三百萬年內,的隕石所做的地質分析顯示,大約在太陽形成的一百萬至二百萬年,太陽系曾經遭受鐵-60的轟擊,其來源可能是和太陽在同一個區域內誕生,但短命的巨型恆星成為超新星所導致的。

重心

一個密度不斷增加的原恆星會累積成為太陽星雲的重心。在行星在盤中形成的過程中,原恆星會持續的繼續變得更為緊密,直到一千萬至五千萬年後,它最後終於達到核融合所需要的溫度和壓力,這時恆星就誕生了。一顆這樣的年輕恆星(金牛T星)所發出恆星風,比形成恆星的力量強大許多,最後將會吹散掉剩餘在行星盤的氣體,並且結束主要的吸積過程(特別是氣體巨星的)。像在恆星生命中的許多過程,在原恆星階段所花費的時間也取決於質量:質量越大塌縮的越快。

在原行星盤的氣體,同時間內,從重力崩潰中心的熱化中,當溫度逐漸降低,塵粒(金屬和硅化物)、冰(含氫的,像水、甲烷和氨)和顆粒從氣體中被凝聚出來(固化)。這些顆粒在相互間輕柔的碰撞和靜電的作用下,開始增生的程序。氣體的原子和分子的量雖然豐富,但因為運動的快速使得靜電不足以約束它們的行動,因此不會增生。在盤中佔有98%質量的氫和氦,在太陽星雲中仍是不能凝聚的氣體。

微行星(Planetesimals)

在盤中的固體成分是以原先存在於星雲中的微塵粒為種子形成的,這些星際介質中的顆粒直徑通常都小於一微米,但經由在原行星盤中的碰撞,它們的大小可以增長成微行星 (照字義講是非常小的行星)。這些塵粒最初散布在整個盤內,但預期會如下雨般的集中在盤的中段:就如同當初分子云因重力塌縮而形成盤狀,所以這些顆粒沉降在盤面的中段,但因為沒有丟失角動量,所以不會沿著徑向朝原恆星的方向移動。不同大小的顆粒,以不同的速度落下,沿途也會搜集更多的塵粒。在隨機的任意增長下,比例上,較大的塵粒增長的也較快;這樣的狀況也使得表面積越大的塵粒越容易和其它的塵粒遭遇和結合。數量龐大且蓬鬆的塵粒,也能對氣體產生阻擋與吸附的功能。這也可能在行星形成之前,讓固體無須聚集在新形成的恆星上。高速的撞擊也可能打碎形成的維行星,這意味著塵粒和微行星是可以互相轉換的。在盤面上湍流在這些碰撞中扮演一種角色:如果湍流太強烈,落向中間平面的雨滴會受到阻礙,同時在微粒間破壞性的碰撞也會很普遍。一旦微行星的數量變得充足且夠大,它們的重力會幫助更多的顆粒凝聚。強烈的湍流也許會妨礙重力引起的凝聚,導致成長只能經由兩顆的互撞。然而,如果顆粒要長成大約1公里大小的微行星,必須要歷時大約10,000年。

因為微行星的數量眾多,並且散布在原行星盤中,就有許多可能發展成行星系統。小行星被認為是剩餘的微行星,彼此間逐漸磨損成越來越小的碎片,同時,彗星則是在行星系中距離較遠的是微行星。隕石是落到行星表面的微形星樣品,並且提供我們許多太陽系形成的訊息。原始型態的隕石體是被撞碎的低質量微行星的大片碎塊,沒有因為重力而發生分化;同時,分化過的隕石體則是質量較大的微行星被撞擊后的大片碎塊。只有最大的那些微行星能在遭受到低質量微行星的撞擊后還能夠繼續的成長。

寡頭成長Oligarchic growth

當微行星成長時,它們的數量逐漸減少,碰撞的頻率也會降低。由於自然成長的隨機性,使得微行星成長的速率各自不同,而有些會成長的比其他的都大。當微行星繞著新生的恆星轉動時,動態摩差使得微行星的動能(動量)保持著平均的分佈,因此最巨大的運動的速度也最慢,軌道也趨近於圓形;而較小的微行星運動的速度較快,軌道的扁率也較大。值得注意的是,運動越遲緩的天體有越大的碰撞截面積,重力則可以提高一顆微行星攔截到另一顆微行星的半徑。必然的,越大越慢的微行星能更加有效的兼并周圍共同成長中的微行星;而速度較快、質量較低的微行星就難以繼續成長。這迅速的導致逃離過程,在盤內每一個區域中最大的微行星將成為各區的主宰,會比微行星海中其他的成長的更快。這些大質量的個體完全的掌握在盤中的固體物質,稱為寡頭執政,意味著少數規則;這種過程稱為寡頭成長。這些少數的微行星在大小上迅速的增加,在寡頭成長開始前,已經有數十公里的直徑,將成長到幾百公里,最終可以到數千公里的直徑。

寡頭成長的過程會自我設限:每一個寡頭都有固定的哺養區(取決於他的碰撞截面積),一但所有共同成長的微行星都被吸附了,就不會再繼續成長了。令人半信半疑的是這些區域的大小是否有足夠的固體,能夠讓寡頭者成長到類地行星的大小,因為理論上這些區域的微行星只能讓寡頭者成長到數百公里的大小。然而,可能是湍流再次起了作用,因為它能夠增加或減少微行星的角動量,提供任何形式的徑向運動組合。這或許能穩定的提供新的材料給哺養區,讓寡頭者能繼續的成長。

無論寡頭者是如何的繼續成長,它們在(在凍結線的內側)一百萬年內可以達到的典型大小是0.5至1個地球質量上下,已經大到足夠被稱為原行星。因為有更高密度的固體物質可以利用,在盤的外側可以生長得更大。在類地行星的區域內可能有幾打的寡頭者彼此遠離的散布著,在動態性的隔離下,即使經過數百萬年或數千萬年也不會碰撞在一起。

不均勻溫度

在原行星盤內的溫度是不一致的,並且這是了解地球型和木星型行星之間分化的鑰匙。在凍結線內側的溫度太高(超過150K)使氫化物不能凝聚:它們仍然保持氣體狀態。能夠被堆積的只有金屬和硅酸鹽類的塵粒。因此在這個區域的微行星整個都由岩石和金屬組成,例如小行星,並且組成類地行星。

在凍結線的外側,由氫組成的水、甲烷和氨都能夠凝固成固體,成為'冰'的顆粒並且堆積起來。岩石和金屬的塵粒依然可以利用,但氫化物的數量更為豐富,不僅遠遠的超過,而且隨處都是。因此在這一區域的微行星以冰為主體,而僅有少量的金屬與岩石在內。在柯伊伯帶和奧爾特雲的天體、彗星、海王星巨大的衛星-崔頓,或許還有冥王星和他的衛星-凱倫,都是'臟雪球'的例子。由於有許多的固體物質可以使用,即使在碰撞較不頻繁和較低的速度下(在更大的軌道),這些微行星依然可以發展成非常巨大的行星(質量大約是地球的10倍),使得它們的引力足以吸附氨氣和甲烷,甚至是氫氣。一旦開始這樣的程序,它們將迅速的增長,因為在盤中佔有98%的氫和氦,會使它們的質量大增,而且引力網也會張得更大。

塵粒中凝聚而成

很快的,類木型的微行星不再像是由冰冷的微行星組成的,由於大量的氫氣和氦氣或多或少的都會使得巨大的氣體雲核心密度更為堅實。然後這些類木型的氣體球-在與太陽系相似的比喻下,逐漸的產生重力塌縮、加熱、提高轉速和趨向扁平。一些類木行星的衛星可能也在行星本身類似的機制下形成,在原行星的重力塌縮中,從被濃縮的原行星盤中的塵粒中凝聚而成。這或許可以解釋,在我們的太陽系中,類木行星有如此眾多的衛星,和為何自轉得如此快速。當年輕的恆星發出的強風將剩餘的氣體和塵粒從恆星盤吹散進入其外的星際空間時,類木行星的成長就結束了。

以最簡單的說法,在最內側的巨大原行星核形成星盤內密度最高的區域,並且動態時間(典型的時標是碰撞)是最短的;因為這個天體位在盤內氣體最密集的區域,能及早達到捕捉氣體所需要的臨界質量,並且和環繞的氣體有最長的共生時間。在我們自己太陽系內,木星是在凍結線外側最大的原行星核,履行前述的規則,成為系統內最大的行星。實際上,過程可能很複雜, 行星遷移和湍流會使流程混淆;與現今觀察到的系外行星比較,在我們自己系統內的行星發展也許,甚至反倒是有些異常的。

晚期重轟擊

最後,在恆星風吹掉盤中的氣體之後,還有大量的原行星和微行星被留下來。 在超過一千萬至一億年的周期中,這些原行星-典型的質量界於月球和數個地球之間-會互相攝動,直到軌道相互橫越併發生碰撞為止。這些天體經由碰撞的結果,最後成為系統內的行星。這種碰撞:相信是原地球和火星大小原行星的碰撞,形成了現在的地球和月球。這種程序是高度隨機的;一個與我們相似的類地系統的形成,可能很快就會結束。所能產生的內行星也許比我們在太陽系內觀察到的更少,但也可能更多。

較小的微行星,在數量上也會比較多,在恆星系統內存在的時間也會比較長久。這些天體也許會在" 清除鄰里 "的過程中被行星清掃掉,可能會被投擲到外面遙遠的邊緣(在我們的太陽系是奧爾特雲),或僅是持續的輕推進入內側與其他的行星碰撞或相對是穩定的軌道。這種連番轟擊的時期可能長達數億年,並且也許會在地質上留下一些可以看見的撞擊坑痕迹。有些論點認為,只要在系統內還有可以利用的小岩石或冰凍的天體,這個階段就還未真正的完成。1994年, 舒梅克-李維九號彗星撞擊木星所展示的能量,正好彰顯了小行星或彗星撞擊地球可能的威脅。

在我們自己的太陽系,歸結於2:1的共振軌道穿越過木星和土星軌道之間,相信更容易上演這種劇情。來自外圍盤面的大量微行星災難性的干擾,這個過程被稱為晚期重轟擊。

解釋太陽系中一些現象

星雲假說可以有效的解釋太陽系中一些主要的現象:

1.行星和衛星的規則運動(所有的行星都幾乎在同一個平面上,以接近圓形的軌道,以相同的方向繞著太陽公轉,而且所有的自轉也幾乎在同方向。)

2.類地行星和類木行星有明顯的區別(質量、與太陽的距離、組成、衛星和環系統)

3.小天體(小行星和彗星,無論周期的長或短)

4.例外的趨向(類地的衛星、轉軸傾角、不同平面的木衛、崔頓)

假說面臨的挑戰

目前星雲假說面臨的挑戰:

1.柯伊伯帶迷失的質量

2.崔頓的捕獲過程

3.天王星的側身自轉

4.在系外行星發現的熱木星

5.在聯星和三合星系統內發現的系外行星

6.在系外行星發現的較高偏心率行星

7 太陽星雲 -最新發現

地球並非起源於太陽系

美國宇航局兩項最新研究顯示,太陽系內地球和其它岩石星體並非源自太陽系起源初始物質。

科學家通過美國宇航局「創世紀號」探測器,檢測2004年從太空中收集的太陽風粒子,當時收集太空風粒子的太空艙降落在地球表面。這些倖存得以挽救的珍貴樣本顯示太陽基礎元素不同於地球、月球和其它太陽系內移居星體的構成成份。

美國加州大學洛杉磯分校的凱文·麥克基甘(Kevin McKeegan)指出:「基於一致觀點,或者長期歷史性觀點,這是一項令人震驚的研究結果。同時,它將證實地球並不是宇宙萬物核心。」

「創世紀號」探測器於2001年發射,並在距離地球150萬公里上空運行。該探測器用兩年多的時間採集太陽風微粒,太陽風微粒是從太陽表面噴射的數百萬英里時速的帶電粒子流。

深度觀測太陽構成成分

這項最新研究使科學家能深度觀測到太陽的構成成分,從而有助於更好地理解太陽系的形成與進化。為了達到探測目的,2004年9月,創世紀號探測器將裝載太空樣本的太空艙發射至地球表面,但事情進展並不順利,太空艙的降落傘並未打開,最終以306公里時速墜落在猶他州沙漠上。

雖然一些太空樣本在墜落時被毀壞,但目前兩支獨立的研究小組通過這些太空樣本仍獲得了重大發現。他們重點研究太陽風微粒中的氧和氮,它們分別在地球地殼和大氣層中大量存在。經過細緻的樣本分析篩選,研究人員發現樣本僅限於原始的太陽風微粒。

麥克基甘和研究小組同事檢測發現樣本中存在大量的太陽風氧同位素,同位素是原子核中擁有不同數量中子的元素。氧具有三種穩定的同位素:氧-16(8個中子)、氧-17(9個中子)和氧-18(10個中子)。

研究人員發現太陽風粒子中顯著擁有更多的氧-16(相對於其它兩種氧同位素),同時也比地球擁有的氧-16更多。某些星體進化過程使大量的這些氧同位素形成了地球以及太陽系內部的其它岩石星體,它們氧-17和氧-18的含量分別為7%。

並未與太陽星雲進行合併

雖然科學家並不確信這一進化過程是如何實現和發生的,他們提出了假想和推測。主流觀點提出者麥克基甘指出,或許這一過程叫做「同位素自吸收(isotopic self-shielding)」。大約46億年前,這些星球並未與太陽星雲(密集的氣體和灰塵雲)進行合併,太陽星雲中的多數氧原子可能與氣態一氧化碳分子密切相關。

但是氧原子並不可能永遠保持束縛狀態,剛誕生的太陽(或者鄰近的恆星)釋放高能量紫外線轟擊太陽星雲,將分解一氧化碳。擺脫束縛的氧原子很快與其它原子結合在一起,形成分子並最終成為構建太陽系內岩石星體的成份。

研究人員指出,取決於包含氧同位素的狀況,輕微能量差異的光子在分解一氧化碳時會存在差別。氧-16比其它兩種同位素更普遍存在,因此它們更普遍存在於整個太陽星雲。依據「同位素自吸收」理論,大量的光子需要分解太陽星雲邊緣已被吸收的一氧化碳中的氧-16,從而使太陽星雲內部大量的氧-16原封未動。

相比之下,更多的光子可能穿過太陽星雲內部區域分解氧-17和氧-18,釋放這些同位素,使它們最終合併在岩石星體中。同時,依據「同位素自吸收」理論將解釋為什麼太陽和地球氧同位素含量會存在很大的差異。麥克基甘稱,近期發表的這項最新研究為同位素自吸收理論提供了很好的支持。

在另一項研究中,法國南希大學伯納德·馬蒂(Bernard Marty)帶領研究小組分析創世紀號探測器採集樣本中的氮同位素(氮擁有兩種穩定的同位素:氮-14,擁有7個中子;氮-15,擁有8個中子)。

存在著顯著差異

馬蒂和研究同事獲得了與麥克基甘研究小組顯著不同的發現:太陽風中40%是氮-15同位素,比地球大氣層中該同位素含量少。而此前研究暗示太陽的氮成份可能與地球、火星和太陽系內其它岩石星體存在著顯著差異,目前這項最新研究核實了此前研究的正確性。

馬蒂指出:通過此前的研究和當前創世紀號探測器採集樣本中的氮分析,可能無法理解這種變化的邏輯性。目前我們認為太陽星雲原始成份中缺乏氮-15同位素,因此太陽系內星體所富含氮-15成分另有其它來源。

至於地球等星體如何形成富含氮-15同位素,馬蒂認為可能與「同位素自吸收」理論如出一轍,但目前仍不能完全確定。他說:「這與當前的最新研究結果相一致,目前我們不能排除氮-15同位素是從外太空以灰塵的形式進入太陽系的可能性。」

這項最新研究同時暗示更多的納米鑽石(構成星團主要成份的微小碳微粒)很可能形成於我們太陽系,這是由於納米鑽石的氮同位素比率與太陽十分接近。一些科學家注意到多數納米鑽石的外形頗似前磨牙,認為它們可能是由於超新星爆炸,從其它恆星系統中噴射進入太陽系的。目前,這兩項研究報告發表在6月23日出版的《科學》雜誌上。

理解太陽系早期階段

研究人員指出,這兩項最新研究將幫助科學家更好地理解太陽系早期階段。同時,麥克基甘指出,通過這項研究將恢復「創世紀號」探測器的聲譽,該探測器採集樣本的太空艙墜落在地球表面,這項太空任務並未失敗,事實證明它為我們提供了寶貴可靠的太空樣本。

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