文章来源：加州大学洛杉矶分校官方网站

关键要点

• 铁陨石是太阳系最早的小行星金属核心的残留物。铁陨石含有铱和铂等难熔金属，它们在太阳附近形成，但被运送到太阳系外层。
• 新研究表明，要发生这种情况，我们太阳系的原行星盘必须是甜甜圈形状的，因为难熔金属无法穿过同心环的靶形盘中的大间隙。
• 论文认为，随着原行星盘的快速膨胀，难熔金属向外移动，并被木星捕获在外太阳系中。

四十五亿年前，我们的太阳系是一团围绕太阳旋转的气体和尘埃云，后来气体开始凝结并与尘埃一起吸积，形成小行星和行星。这个被称为原行星盘的宇宙苗圃是什么样子的？它的结构如何？天文学家可以使用望远镜“看到”远离我们成熟得多的太阳系的原行星盘，但不可能观察到我们的太阳系在婴儿期可能是什么样子——只有数十亿光年外的外星人才能看到它曾经的样子。

幸运的是，太空留下了一些线索——太阳系早期形成并坠入地球大气层的物体碎片，称为陨石。陨石的成分讲述了太阳系诞生的故事，但这些故事往往引发的问题多于答案。

在《美国科学院院刊》上发表的一篇论文中，来自加州大学洛杉矶分校和约翰霍普金斯大学应用物理实验室的行星科学家团队报告称，外盘陨石中含有的铱和铂等难熔金属在高温下凝结，而外盘陨石温度较低，远离太阳。这些金属应该形成于太阳附近，那里的温度要高得多。是否有一条路径将这些金属从内盘转移到外盘？

大多数陨石形成于太阳系历史的最初几百万年内。一些陨石被称为球粒陨石，是行星形成后遗留的未熔化的颗粒和尘埃聚集体。其他陨石在其母体小行星形成时经历了足够的热量而熔化。当这些小行星熔化时，硅酸盐部分和金属部分由于密度差异而分离，类似于水和油不相溶。

如今，大多数小行星都位于火星和木星之间的一条厚带中。科学家认为，木星的引力扰乱了这些小行星的轨道，导致许多小行星相互撞击并碎裂。当这些小行星的碎片坠落地球并被回收时，它们被称为陨石。

铁陨石来自最早的小行星的金属核心，比我们太阳系中的任何其他岩石或天体都要古老。铁陨石中含有钼同位素，这些同位素指向这些陨石形成的原行星盘上的许多不同位置。这让科学家能够了解行星盘在早期的化学成分。

之前利用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列进行的研究发现，其他恒星周围有许多类似同心圆环的圆盘，就像飞镖靶一样。这些行星盘（如HL Tau）的圆环之间有物理间隙，因此这种圆盘无法提供将这些难熔金属从内盘输送到外盘的路线。

新论文认为，我们的太阳盘很可能一开始就没有环状结构。相反，我们的行星盘看起来更像一个甜甜圈，富含铱和铂金属的金属颗粒的小行星随着太阳盘的快速膨胀而迁移到外盘。

但这让研究人员面临另一个难题。在太阳盘膨胀后，引力应该把这些金属拉回太阳。但这并没有发生。

“木星一旦形成，很可能就会打开一个物理空隙，将铱和铂金属困在外盘中，防止它们落入太阳，”第一作者、加州大学洛杉矶分校行星科学家张比东说。“这些金属后来被纳入外盘中形成的小行星中。这解释了为什么外盘中形成的陨石——碳质球粒陨石和碳质铁陨石——的铱和铂含量比内盘陨石高得多。”

原文链接：https://newsroom.ucla.edu/releases/iron-meteorites-infant-solar-system-more-doughnut-than-dartboard