2011年在西撒哈拉发现的44亿年历史“黑美

【菜科解读】
2011年在西撒哈拉发现的44亿年历史“黑美人”陨石揭示火星早期经历了一次撞击(Credit: University of Copenhagen)
据中国科学报(辛雨):丹麦哥本哈根大学天体化学家Martin Bizzarro花了50万美元购买世界上最古老、最有价值的岩石,然后将其磨碎。
这块岩石并非来自地球,它来自火星。
Bizzarro最终得到了丰厚的回报。
2011年在西撒哈拉发现的这块有44亿年历史的“黑美人”陨石仅重15克,他的研究小组就此揭示了几乎贯穿火星整个历史的小行星撞击和火山爆发记录。
11月16日,Bizzarro及其同事在美国《国家科学院院刊》上发表研究称,火星在历史早期经历了一次撞击,之后一切都归于平静,这是基于在陨石中发现的51颗锆石晶体的年龄确定的。
这些锆石晶体很可能是在撞击的高温下形成,大部分锆石的年龄在45亿年前,这表明了行星撞击火星的时间,从那之后,火星似乎相对平静。
这一发现与最近对所谓火星“晚期重撞击”的怀疑相一致。
当科学家第一次分析阿波罗号宇航员带回的岩石时,研究数据似乎表明,近40亿年前月球上发生过多次毁灭性撞击。
太阳系模型显示,那时木星和土星轨道的波动搅动了小行星,使它们冲向太阳系内部。
但后来的重新分析表明,许多月球岩石都是由一次撞击形成的,而其他撞击则发生在43亿年前。
这表明撞击并没有激增,而是随着时间的推移逐渐减少。
与此同时,更新后的计算机模型显示,巨行星迁移到目前轨道的时间更早,大约在45.6亿年前太阳系形成之初,这引发了一场早期的猛烈撞击,并从那时开始系统地减弱。
未参与该研究的加拿大西部大学地质年代学家Desmond Moser表示,该研究进一步证实了这一观点,他认为这项工作为火星历史描绘了一幅“令人信服的画面”。
研究小组发现的锆石晶体所记录的早期撞击发生在相隔仅3000万年的两个明显的峰值上,这是当时气态巨行星移动的间接证据。
未参与该研究的美国阿尔比恩学院月球地球化学家Nicolle Zellner表示,即使在木星和土星不迁移的时候,早期太阳系中也有很多原行星碎片四处飞舞。
实际上,新的模拟表明,在这段时间内,大量物质绕着太阳系飞行,甚至有可能输送复杂的分子,即为地球和其他行星孕育生命的化学物质。
即使Bizzarro的团队不能说明早期撞击发生的原因,“黑美人”也已经让科学家看到了它带来的成果:一颗富含水的行星。
上月末,Bizzarro团队在《科学进展》发表的研究成果显示,他们推断44亿年前火星氧含量急剧增加,这似乎只能用水的存在来解释,可能是富含水的小行星带来的。
“水要么已经在那里了,要么是和撞击一起来的。
”Bizzarro说。
在太阳系,和地球类似的天体非常多。
跟着人类科技的先进,我们总算知道,地球只是一颗一般的行星,在太阳系,和地球类似的天体非常多。
即使脱离太阳系,在世界中,行星这种天体也是无处不在,而且广泛比地球大得多,甚至也比 太阳系最大的行星 木星大。
关于体积和木星类似、又距离宿主 恒星 非常近的一类系外行星,科学家统称为热木星。
到目前为止,人类现已发现了几百颗热木星。
而这种天体的总数,实际上要更多。
根据天文学家预算, 银河系 内至稀有1000亿颗行星,其间7%是热木星。
这个份额看起来不大,可是终究基数大,算下来估计也有70亿,和地球上的人口差不多了。
那么,世界中的热木星为何叫“热”木星呢?它们究竟有多热呢? 首要,它们距离自己的宿主恒星非常近。
太阳系内最内侧的行星是水星,距离太阳姑且有5800万公里。
而热木星,最近的甚至或许只需几百万公里。
由于它们距离宿主恒星如此之近,导致许多热木星处于潮汐确认情况,也就是说,它们和月亮相同,只需一面可以朝向自己的宿主恒星。
离宿主恒星很近、潮汐确认,导致了热木星表面温度极高,过1000℃那是常有的事,甚至最高的还有逾越4000℃的。
相比之下,有些比较小的恒星,或许还没有这么热。
而热木星的本质和木星相同,是以气体为主的巨行星。
我们知道,热胀冷缩的现象在气体的情况下表现得尤为显着。
因此,热木星广泛非常疏松,尽管有许多热木星质量还没有木星大,可是体积却逾越了木星。
这也导致了另一个效果,最外层的气体很暗淡,影响了它们凌日的作用,因此科学家也很难判别它们的直径究竟有多少。
可是,问题在于:尽管温度很高,这些热木星的体积好像也大得有点过火啊,热胀冷缩有这么强的作用吗? 有一些科学家指出:热木星的内部,或许也存在热源。
在宿主恒星的炙烤下,热木星表面温度急剧升高。
当温度提升到1500K之后,它内部的钠、钾等元素就会被电离。
而在星球表面的风的作用下,这些带电粒子就会在它们的磁场内部高速移动。
我们知道,磁是可以生电的,它们不断切开磁感线,就会发生电流。
而电流会发生出热量,在内部给热木星加温。
就这样,本来外界环境就极热,内部又像是一个电烤箱,热木星就会大幅胀大,变成了今天的姿态。
那么,已然热木星只需一面朝向宿主恒星,另一面永久处于黑私自,它的不好是否就比较“凉快”呢? 绝非如此。
我们知道,木星的表面布满了林林总总的条纹,菜叶说说,实际上都是木星表面的风暴。
热木星在这一点也是和木星非常类似的,它们表面空气活动速度非常快,所以正面的超高温空气很快就会被吹到不好。
就这样,不好也变成了阴间一般的酷热世界。
土卫六有大气层有海洋还下雨,若移到宜居带中,会成为宜居星球吗
不过科幻电影《流浪地球》中假设数百年后人类给地球装上了行星发动机,依靠它的强大推力将地球推离了太阳系,或许未来的人类可以利用这种技术改造太阳系,那么这样把土卫六推离轨道可以实现吗?土卫六这星球的质量虽然跟地球差很远,但它有着比地球更为浓厚的大气层,大气压是地球的1.5倍,在上面安装行星发动机的话,将会把它上面的空气吹跑一大部分,所以这个方法也不是很理想,除非将发动机建造得高达上百公里,而如此高的发动机又是难以想象的,其底部承受的压力非常巨大,金属也可能被压得融化掉,所以《流浪地球》中的方法对土卫六而言并不适用实际上对地球也不实用。
那么有什么办法可以移动土卫六吗?其实办法也不是没有,太阳系中有很多没有大气层的卫星和矮行星,在这样的星球上安装行星发动机,将其加速后从斜后方撞击正在前进中的土卫六,将其加速并推离土星引力,也有可能使它脱离土星轨道,但是这样的话却会大大破坏土卫六表面的现有环境,也不是很理想。
其实我们也不必这样讨论将土卫六移动到太阳系的宜居带,因为土卫六来到太阳的宜居带也不会变成宜居的生命星球,因为虽然土卫六有着浓厚的大气层,表面可能有甲烷等形成的海洋,但是它来到宜居带中,这一切都会发生变化。
首先,土卫六本身并没有磁场,他之所以会有浓厚的大气场,是因为土星的磁场在保护它,它的运行轨道大部分都位于土星的磁场范围中,而且土星本身就是一个气态星球,土卫六围绕土星运行,可以大量吸收土星的散逸气体,所以土卫六才会成为拥有浓厚大气层的卫星。
如果它来到太阳系的宜居带中,它就失去了土星磁场的保护,其大气层就会在高速的太阳风吹拂之下越来越少,最终很可能会成为一个没有大气层的星球。
在太阳系宜居带中,土卫六表面的温度要比在土星附近高得多,即便它像地球和火星这样处于自转状态,它的赤道附近温度也会有二三十摄氏度的高温,这样的话,它表面的甲烷等海洋也将会很快挥发掉。
那么在这之后,土卫六会变成一个火星那样的沙漠星球吗?还不会!因为土卫六还是一颗富水星球,它来到宜居带中之后,水冰会融化成水,而表面的大气层被吹拂掉之后,这些水和水冰都会变成水蒸气继续挥发,并从土卫六上逃逸出来,当这些水都逃逸掉之后,土卫六的质量将会小很多,因为土卫六上面含有大量的水,比我们地球上的水还要多很多。
所以这样一来,土卫6还是会成为一个干旱的沙漠星球,本身质量也会缩小很多,因为它的大气层,表面的甲烷液体海洋和水等都会消失,不过这个消失的过程会很漫长。