早期木星的橫衝直撞或成就了今天的地球

曾經的太陽系可能由一批超級地球組成——直到木星像個「破碎球」一樣在行星系中橫衝直撞起來。

加州理工學院（Caltech）行星科學家康斯坦丁·巴特金（Konstantin Batygin）和加州大學聖克魯茲分校（UC Santa Cruz）天文學和天體物理學教授格雷戈里·勞克林（Gregory Laughlin）的一項新研究顯示，內太陽系曾經存在多個質量介於地球和海王星之間的行星。

「我們的研究顯示，木星在向內繼而向外的遷移過程中，可能摧毀了第一代的行星，並為如今太陽系中小質量類地行星的形成作好了鋪墊。」巴特金在一份聲明中稱，「這一切跟人們對太陽系演化的最新理解非常契合，同時也填補了一些空白。」

太陽系行星質量相對較低，而圍繞類太陽恆星旋轉的其他大多數行星系中都包含超大規模的星球，何以至此？這一問題一直困擾著科學家們。但如果太陽系內諸星球都是大量更大星體的殘骸，那麼這個理論也就能解釋為何它們相對較小了。

概念效果圖：一個月球大小的天體高速撞擊一個水星大小的天體。美國宇航局（NASA）斯皮策太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope）發現的證據表明，數千年前，一顆名為HD 172555的年輕恆星周圍就發生了這樣的高速撞擊，當時該系統仍處於行星形成初期。這顆恆星距地球約100光年。

針對系外行星的近期研究顯示，銀河系中半數類太陽恆星擁有圍繞其公轉的行星，但其行星系與太陽系截然不同。大多數行星系通常都有一顆或多顆質量遠大於地球的行星圍繞恆星公轉，且與該恆星的距離較水星（離地球最近的行星）與太陽的距離更近，而再往外就鮮有其他行星了。

太陽系中沒有比水星距太陽更近的天體了，除非是一些來自近地小行星的殘骸，而距太陽遠更處卻有更多行星。

「其實，如今的太陽系似乎並不是銀河系全體行星的典型代表。」巴特金說，「但沒有理由認為，整個銀河系行星形成的主導模式沒有在太陽系中發生。更有可能的是，後來的變動改變了它原先的構成。」

對於木星和土星的形成，一種主要假設是，在木星朝著太陽的方向遷移時，土星的形成將其推回到了當前的位置。勞克林和巴特金運行了一系列模擬程序，以考察若在木星抵達之前，太陽周圍就已經形成一組岩質行星，那將會是何種結果。

有可能就像其他恆星系統一樣，當時帶有深厚大氣層的岩質行星正在靠近太陽的地方，依靠太陽周圍厚厚的氣體與塵埃盤而逐漸形成。這些天體正將成為典型的超級地球——地外天文學家在其他恆星系統中所發現的天體。

但隨著木星朝著太陽的方向前進，來自該巨行星的引力將內太陽系行星、其他殘骸和小行星掃入相互重合的運行軌道，使它們相互撞擊，直到支離破碎。

「這跟人造衛星在低地軌道被摧毀時的情形一樣。它們的碎片會開始撞擊其他衛星，這樣就有發生連鎖撞擊的危險。我們的研究顯示，木星完全有可能在內太陽系引發同樣的連環撞擊。」勞克林說。

撞擊所產生的碎片在環繞太陽旋轉的厚重氣體（如今仍然存在）的吸力下，最終被太陽吸附。其所形成的巨大力量完全可以摧毀任何新形成的超級地球，將他們推向太陽，但一些殘骸將成為較小型的第二代行星的原材料。

之後，木星在太陽系中的橫衝直撞造就了內圈行星——水星、金星、地球和火星——較小的體形和薄得多的大氣層。但對那些尋找生命可能存在的類地行星的人而言，就不是好消息了。

「我們理論的其中一個預言就是，擁有堅固表面和適度氣壓的真正的類地星球，將非常罕見。」他說。

譯 丁盈幸 校 俆笑音

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