在行星围绕一颗年轻恒星形成之前，原太阳盘上布满了无数的星子。随着时间的推移，这些星子结合在一起形成行星，核心吸积理论解释了这是如何发生的。但在行星出现之前，充满星子的圆盘是一个混乱的地方。
岩石物体相互撞击的历史记录在行星和卫星表面留下的陨石坑上。但这是历史的宏观尺度。对于星子来说，它们的作用远不止最终被吸积成行星。
新的研究表明，这些小天体会受到由原太阳盘中的气体和粒子构成的逆风的影响，这些逆风会撞击它们，并将岩石碎片抛向太空。这是我们对岩石行星如何形成的理解上的一个新发现。
(注意术语:原太阳盘是在中心恒星形成时存在的气体和尘埃盘。原行星盘是恒星形成后，行星仍在形成的同一个盘。)
这项研究的题目是“星子上的风蚀和运输”。该研究发表在《伊卡洛斯》杂志上，主要作者是罗切斯特大学天文学和天体物理学教授爱丽丝·奎伦。
这项新研究关注的是嵌在原太阳星云中的直径在10到100公里之间的星子。在这些星云中，恒星还不是真正的恒星。它们是年轻的恒星，没有经历任何核聚变。所以不是恒星风袭击了它们;是星云本身的逆风。这些逆风是由圆盘上的气体和尘埃构成的，是由圆盘上的物质和星子之间的速度差异引起的。原太阳盘不同区域的温度和压力差异也是原因之一。
作者写道:“我们认为风成过程可能发生在直径1到100公里的小星子上，当它们被嵌入原太阳星云时。”
星子通过内聚力形成。当小粒子在原太阳星云中相互碰撞时，它们会粘在一起。但年轻的星云是一个混乱的地方。有些碰撞可能会给星子增加更多的物质，也可能会移除一些物质。粒子和气体可以交换角动量，还有气体压强。在这一阶段发生了很多事情，可以持续几百万年。
随着时间的推移，足够多的粒子聚集在一起，形成了一个星子。
但是在年轻的圆盘上有气体压力，当一个星子穿过它时，它会经历一个充满粒子的逆风。逆风强大到足以克服星子表面的凝聚力。
作者写道:“在太阳系的许多天体上，包括地球、火星、金星、海卫一、土卫六、冥王星、木卫一和67P/ChuryumovGerasimenko彗星，都发生过风成(风驱动的)粒子传输。”“太阳系中普遍存在的风成过程表明，微行星表面可以被原恒星盘逆风和其中的粒子所改变。”
根据作者的说法，原恒星盘的逆风足够强大，可以将厘米或更小的粒子从星子上抛起。这可能发生在内太阳系直径10公里的小行星上。
除此之外，在太阳系外，发生了一些不同的事情。逆风中的粒子撞击星子，并从表面带走微米大小的粒子。这些粒子可以被抛入太空，也可以分布到微行星表面。
对于直径小于6千米的星子，逆风粒子的侵蚀会造成质量损失而不是吸积。风速、逆风粒度和物料粒度等因素影响整个过程。
作者以著名的柯伊伯带天体Arrokoth为例。它是一个可能形成于太阳系外的海王星外天体。它很可能是两个物体以相对较低的速度相撞时产生的。作者写道:“阿洛克特最引人注目的特征之一是其较大的叶(或头部)上光滑起伏的地形，也被称为Wenu。”
Arrokoth不仅是一个跨海王星的天体;它是木星家族的彗星。这些彗星最初是柯伊伯带天体，但被大型气体巨星的引力拉入太阳系内部。虽然木星家族的其他彗星表面都有悬崖、栖息的巨石和裂缝，但相比之下，Arrokoth的表面却异常光滑。有证据表明，Arrokoth形成时，围绕年轻恒星物体(后来成为太阳)的圆盘在光学上很厚。所以它的表面不受年轻太阳的亮度影响。这表明另一个过程塑造了它的表面。
“来自原恒星盘的风可以解释柯伊伯带天体(486958)Arrokoth光滑起伏的地形，”他们写道，但前提是有很多粒子，而且它们的速度很低。
这项研究非常详细。但总的来说，它表明风成过程可以改变星子的表面，并在行星形成过程中发挥作用。有许多变量涉及，如逆风速度，气体压力，颗粒大小和星子速度。有时，粒子被从星子中移除;有时，它们会溅回水面。
主要变量是与原恒星的距离。它在这个过程中扮演着重要的角色。“在盘面密度更高的太阳系内部，侵蚀或吸积率更高，”作者写道。
作者总结道:“富含粒子的逆风和星子之间的相互作用可能会引起各种有趣的现象，这可能是未来研究的重点。”
更多信息:Alice C. Quillen等人，《伊卡洛斯》(2024)上的风蚀和星子运输》。DOI: 10.1016 / j.icarus.2024.115948
今日宇宙提供
引自:星子在星云中受到风的冲击，将碎片抛入太空:研究(2024年1月12日)于2024年1月13日从httpsokphys.org/news/2024-01-planetesimals-buffeted-nebula-debris-space.html检索
本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。