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科學家提出木星衛星形成的新理論


B據外媒報導,自伽利略時代以來,科學界已經知道木星有四個衛星。這些衛星包括木衛一、木衛二、木衛三和木衛四。這四個衛星它們都有著明顯的不同點,...

- 2020年9月03日14時15分
- 科學文摘 / cnBeta

cnBeta

據外媒報導,自伽利略時代以來,科學界已經知道木星有四個衛星。這些衛星包括木衛一、木衛二、木衛三和木衛四。這四個衛星它們都有著明顯的不同點,然而有趣的是,它們的大小都差不多,大概是地球半徑的四分之一。

儘管它們的大小相似,但每個衛星都有很大的不同,像木衛一它有著顯著的火山活動,木衛二則被冰覆蓋,木衛三有磁場,木衛四則被古老的隕石坑覆蓋。而其中最有趣的可能就是木衛二了,它被認為是太陽系中地球以外最有可能存在生命的地方之一。科學家們一直想知道木星的衛星是如何形成的,現在,加州理工學院的研究人員對此有了一個新的理論。


研究人員通過使用分析計算和大規模計算機模擬得出結論,在太陽生命最初的幾百萬年里,它被一個由氣體和塵埃組成的原行星盤所包圍。木星由盤狀星雲合併而成並被它的衛星製造材料盤狀星雲叫circum-Jovian disc包圍。這個盤則由原行星盤供給,原行星盤會將物質運送到木星的兩極並沿著木星的赤道面流向木星的引力範圍。

加州理工學院研究人員的這個新模型結合了塵埃和氣體在circum-Jovian

disk相互作用的物理學原理。研究人員能夠展示對於特定大小範圍的冰塵顆粒以及攜帶它們的夾帶力和氣體向外流動的完全相互抵消。這樣一來,圓盤就像一個巨大的灰塵收集器使其富含冰冷的塵埃顆粒,據悉,每個顆粒的大小約為1毫米。最終,塵埃環變得如此之大以至於它在自身的重量下坍塌並由此形成了數以千計的「衛星」,它們都是一些直徑約100公里、形似小行星的冰冷物體。


在幾千年的時間裡,這些天體在衛星上一個接一個地凝聚在一起。該模型預測木衛一是第一個形成的,它的重力影響在環繞行星的氣態物質盤中掀起了波浪。衛星向木星移動,直到到達靠近其當前軌道的圓盤內側邊緣。這個過程再次開始並帶來了木衛二和木衛三的誕生。這三個衛星被鎖定在所謂的拉普拉斯共振中,這是衛星軌道最著名的特徵之一。太陽的輻射最終吹走了盤中的剩餘氣體。剩下的則形成了木衛四,但它沒有氣體來驅動向其向木星遷移,從而使得它無法跟其他衛星產生共振。


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