宇宙早期或已开启岩质行星的建造之旅

宇宙早期或已开启岩质行星的建造之旅
2026年09月10日 13:07 看点资讯

宇宙可能几乎从一开始就在形成岩石行星。

这些行星可能曾是富含水的世界。

宇宙中的第一批行星可能在大爆炸后的1亿年里,于像这样的年轻小恒星周围的尘埃盘中形成(如图所示)。 美国国家航空航天局喷气推进实验室

美国国家航空航天局喷气推进实验室

宇宙中的第一批岩石行星可能在极早的时候就开始形成了——也许是在宇宙大爆炸后仅1亿年。

一项新的计算机模拟表明,宇宙中一些最早的大质量恒星爆发,可能会形成富含尘埃以及铁、碳等元素的孤立区域,足以构成行星的基本物质。研究人员报告称,该模拟产生了足够多的岩石物质,有可能形成几颗与地球大小相当的行星,而且在这个年轻的恒星系统中有水存在,这些水可能稍晚些时候就能到达行星。

原则上,宜居世界可能在比之前认为的更早数十亿年就已形成,甚至在第一批星系形成之前,英国朴茨茅斯大学的天文学家丹尼尔惠伦说,这些模拟研究真正触及了宇宙中生命的起源。

研究人员此前曾尝试利用大规模计算机模拟来探究行星的形成时间,其方法是估算宇宙中碳、氧、铁等重元素积累到足够程度所需的时间。但惠伦及其同事希望更细致地考察早期宇宙中元素丰度最高的区域——即宇宙第一代大质量恒星爆发为超新星后所遗留的残骸区域。由于这些区域的重元素含量高于宇宙整体平均水平,天文学家推测,行星或许能在更早的时期于其中形成。

研究人员利用模拟追踪了一种名为对不稳定超新星的爆发所产生的碎片演化过程,这类超新星可产生相当于太阳质量100倍的重元素。模拟结果显示,这些碎片与早期宇宙中的气体混合,最终坍缩形成一颗较小的新恒星,并被一个尘埃盘所环绕。在该盘中,研究人员发现了星子——即直径从几米到数公里不等的小型岩石天体,它们是行星形成的胚胎。值得注意的是,部分星子形成的位置距离恒星恰到好处,可能存在液态水。

这项研究表明,几乎一直回溯到最早期,可能就已经具备了生命诞生的条件,新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的天体物理学家贾勒特约翰逊说,他并未参与这项新研究。当然,仅仅因为有行星在形成,并不意味着就有生命存在,但生命的构成要素几乎在最早的时候就已经就位了。

惠伦说,这些最早的行星中可能有一些至今仍然存在。模拟中形成的恒星质量约为太阳的70%,这使得它的寿命非常长。如果其中一个这样的星系进入了银河系,根据它们的化学成分,很容易就能将它们识别为古老的星系。

找到一个是完全有可能的,惠伦说。

他和他的同事们正在努力模拟行星微体生长的下一阶段,以探究它们最终会形成何种类型的行星。他们还对另一种被认为在早期宇宙中更为常见的超新星周围可能发生的情况感兴趣。然而,即便是最初的研究结果,也已经激发了天文学家们提出新的问题。

我认为这为我们打开了一扇窗,让我们思考自第一批行星形成后的130多亿年里可能发生了什么,约翰逊说,这些研究表明,我们或许应该更认真地思考这个问题。

BY: Mara Johnson-Groh

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参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自: https://www.sciencenews.org/article/universe-rocky-planets-formed-early

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