圖為藝術(shù)家根據(jù)朱諾號(hào)探測(cè)器于2021年7月21日拍攝的照片繪制的木星概念圖。

　　新浪科技訊 北京時(shí)間4月12日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，蘇黎世大學(xué)與瑞士國家研究競(jìng)爭(zhēng)力中心的研究人員近日對(duì)木星的形成史開展了極為詳細(xì)的調(diào)查。而研究結(jié)果顯示，木星如今的所在地已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離了最初位置，并在“遷移”過程中一路收集了大量物質(zhì)。

　　在行星形成理論中，最重要的未解之謎之一就是木星的起源。但利用復(fù)雜的計(jì)算機(jī)建模，蘇黎世大學(xué)與瑞士國家研究競(jìng)爭(zhēng)力中心的研究人員為木星的形成史提供了關(guān)鍵的新線索，結(jié)果已發(fā)表在《天體物理學(xué)通訊期刊》上。

蘇黎世大學(xué)理論物理學(xué)教授、瑞士國家研究競(jìng)爭(zhēng)力中心成員拉薇特·赫爾德。

　　重元素之謎

　　1995年，伽利略號(hào)釋放的探測(cè)器進(jìn)入木星大氣層中后發(fā)現(xiàn)，其中的重元素（即比氦重的元素）含量相當(dāng)豐富。此外，近期根據(jù)朱諾號(hào)探測(cè)器測(cè)得的引力場(chǎng)強(qiáng)度所開展的木星結(jié)構(gòu)建模顯示，木星內(nèi)部并不是均勻一致的，而是有著頗為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

　　既然我們知道了木星內(nèi)部并沒有“充分混合”，那么按理說，木星上的重元素應(yīng)當(dāng)位于最深處才對(duì)，因?yàn)橹卦卮蠖喽际窃谛行切纬傻某跗陔A段吸引而來的。該研究的共同作者，蘇黎世大學(xué)教授拉薇特·赫爾德解釋道：“只有到了后期、行星質(zhì)量已經(jīng)增長到足夠大之后，行星才能有效吸引到由較輕元素構(gòu)成的氣體，比如氫氣和氦氣。因此，要想描述出既符合科學(xué)家推測(cè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、又能達(dá)到實(shí)際測(cè)得的大氣重元素豐度的木星形成過程，不得不說是一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)，但對(duì)我們對(duì)巨行星的理解至關(guān)重要。”在目前為止提出的眾多理論中，無一能給出滿意的解答。

蘇黎世大學(xué)博士后研究員、瑞士國家研究競(jìng)爭(zhēng)力中心成員Sho Shibata。

　　漫長的遷徙

　　“我們的想法是，木星是在形成末期的遷移過程中收集到這些重元素的。在遷移過程中，木星會(huì)經(jīng)過一些充滿所謂“微行星”（形成行星的基礎(chǔ)構(gòu)件，由重元素物質(zhì)構(gòu)成）的區(qū)域，并將它們吸引到自己的大氣層中、越積越多。“該研究首席作者、蘇黎世大學(xué)博士后研究員Sho Shibata解釋道。

　　然而，遷移這個(gè)過程本身并不能保證行星能吸引到必要的物質(zhì)。“由于復(fù)雜的力學(xué)相互作用，行星在遷徙過程中不一定會(huì)將微行星吸引過來。很多時(shí)候，行星反而會(huì)讓它們進(jìn)一步散開，就像牧羊犬讓羊群四散奔逃一樣。“

　　“但我們發(fā)現(xiàn)，假如木星是在太陽系外圈形成的，即到太陽的距離是如今的四倍，遷徙過程中就會(huì)遇到足夠多的微行星。這個(gè)場(chǎng)景對(duì)物質(zhì)吸積是非常有利的。”

　　行星科學(xué)的新時(shí)代

　　將伽利略號(hào)與朱諾號(hào)數(shù)據(jù)存在的局限結(jié)合起來，研究人員終于找到了一個(gè)令人滿意的解釋。“這充分顯示了氣態(tài)巨行星是多么復(fù)雜、再現(xiàn)其特征是多么困難。行星科學(xué)界努力了這么久，如今終于能用先進(jìn)的理論模型和數(shù)字模擬探索這些細(xì)節(jié)問題。這將幫助我們彌補(bǔ)現(xiàn)有知識(shí)的空缺，更好地了解木星和太陽系、以及圍繞遙遠(yuǎn)恒星旋轉(zhuǎn)的眾多巨行星。”（葉子）