自然天文学：木星早年遇到过“成长的烦恼”

　　作为一枚气态巨行星，木星(Jupiter)绝对是太阳系中一个独特的存在。当前的它处于“岁月静好”的阶段，但科学家们一直很难想象，它又经历过哪些“成长的烦恼”。近日，《自然：天文学》上发表的一项新研究表明：在变得相对温和之前，木星曾耗费了数百上千万年的时间。这支研究团队，给出了木星最初几百万年的详细演变时间线。

(图自：NASA)

　　科学家们使用了随着时间推移而积累的陨石数据，暗示木星长期以来一直在为靠近太阳运行的行星发挥“守门员”的作用。当行星达到地球的20~50倍时，就会崩裂成盘旋于太阳系的大块尘埃和碎片。通过研究陨石，研究人员可以确定这种崩裂的发生时间，发现它有效地将太阳系分成了几个部分。

研究配图 - 1：达到 50 M⊕ 芯质量所需的时间。

　　通过建立陨石活动的时间表，研究人员可以制作一些令人印象深刻的先进模型，展示我们所在的太阳系和行星的早期诞生状况。利用多年来收集的大量陨石信息，该团队计算了木星开始快速增长的时间，及其达到目前大小所需的时间。

研究配图 - 2：吸积率函数。

　　模型显示，木星最初也只是个“婴儿”，这点对所有行星都是共通的，没啥好惊讶的。不过数据还表明，木星在最初的几百万年里变化得非常缓慢。论文一作Yann Alibert解释到——在第一阶段，岩石为其带来了质量;在第二阶段，该行星也增加了一点质量，但更重要的是，它们带来了能量。

研究配图 - 3：星子模型成长的三个阶段。

　　第一阶段的增长，持续了大约一百万年的时间，为其奠定了坚实的核心基础。 接下来的两百万年，木星的增长速度较慢，但高能量的影响，为潜在的天然气巨行星带来了难以置信的热量。在三百万年的时间里，这颗行星的大小只有地球的50倍，但此后事情开始加速。随后的数百万年，木星开始急剧增长，因为它开始吸收越来越多的‘气体和气球’，最终膨胀到了当前超过300个地球的大小。

　　有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《自然：天文学》( Nature Astronomy )期刊上。 原标题为：《The formation of Jupiter by hybrid pebble–planetesimal accretion》

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