行星是如何诞生？太阳系又是如何演化？当我们望向深邃的太空总会感叹如斯。浙大学者通过研究行星家族中的＂大兄长＂木星、土星、海王星、天王星，从它们的动力学变迁＂管中窥豹＂求索太阳系的成长历程。 浙江大学物理学院刘倍贝研究员与法国波尔多大学的雷蒙德教授和美国密歇根州立大学雅格布森教授，共同提出太阳系巨行星轨道演化的新模型。他们指出在太阳系初期原行星盘受到太阳光致蒸发作用，盘中气体从内向外耗散诱发了巨行星轨道的重塑并引起动力学不稳定。这项成果在北京时间4月27日刊登于《自然》，刘倍贝研究员是论文的第一兼通讯作者，浙大物理学院为第一单位。 今与昔，巨行星轨道有何不同？ 今天我们所见太阳系的行星轨道，与太阳系＂童年＂期时有很大不同。太阳系诞生之初，星际空间中的气体分子云坍缩，中心部分形成太阳，残余物质绕恒星旋转形成一个扁平的原行星盘。这个时期也被称为太阳系的＂气体盘＂时期，行星成长在行星盘内，与盘中气体相互作用，轨道逐渐圆化并向内迁移。学界认为，在气体盘时期，太阳系的土星、木星、天王星、海王星等四大巨行星通过迁移进入轨道共振态，即相邻行星的公转周期为整数比。 四大巨行星在气体盘中轨道迁移进入共振态 然而，现今四大巨行星的轨道分布更为开阔，巨行星也以脱离了原有的共振状态，学界认为巨行星的轨道经历过动力学剧变。＂想象一条车辆正常流通的高架桥，如果有车辆发生碰撞追尾，整个行车的秩序就会被打乱。＂刘倍贝说，追寻太阳系早期动力学不稳定的原因，是学界非常关注的问题。 早或晚，巨行星轨道动力学不稳定何时发生 描述太阳系巨行星演化当前最流行的是Nice 模型，因模型创立者来自于法国尼斯蔚蓝海岸天文台而得名。Nice模型认为：轨道不稳定发生在太阳系诞生数亿年之后，那时，原行星盘气体耗散，巨行星与外部的星子盘（由直径为数公里到上百公里的星子组成）相互作用不断交换轨道能量，最终使得行星摆脱共振束缚并引发动力学不稳定。由于该过程能量交换十分缓慢，轨道不稳定属于太阳系诞生数亿年之后的＂晚期不稳定＂。 刘倍贝团队提出可以用气体盘的耗散来解释行星轨道的演化，这是先前模型没有考虑到的因素。刘倍贝指出，前人的研究忽略了气体盘耗散过程行星受到气体的作用力反向。＂在气体盘演化的晚期，太阳辐射的高能光子直射行星盘，形成的强劲光压首先吹散了靠近太阳的气体，行星盘内部出现了中空的结构。后续光压由内向外逐步驱散盘中剩余气体，行星盘质量伴随着盘内边界向外扩张而减小，这个过程被称为行星盘的光致蒸发。＂刘倍贝说，这时太阳就好比一个巨型吹风机，不断＂吹＂走盘中的气体。 行星在原行星盘气体耗散下的示意图 刘倍贝团队通过理论计算发现，由于内边界处气体的快速耗散，行星在该处受到向外的气体作用力，这与行星在盘的其他位置受到向内的力截然不同。当气体盘内边界由光致蒸发向外扩张时，原本向内迁移的行星改变运动方向，随内边界共同向外移动。＂这个过程就像打羽毛球，挥拍击打来球，羽毛球改变原有轨迹，反弹后随着拍面一起向外运动。＂巨行星由于质量不同，它们向外迁移的速度也不同，从而打破原轨道共振态并引发了动力学不稳定。 反弹模型示意图，类比挥拍击打羽毛球 早期轨道的动力学不稳定，导致原初的四大巨行星与另一个冰巨星在气体盘耗散时经历了大幅度轨道变化，冰巨星与木星的近碰后被甩出了太阳系，达到稳定的四大巨行星最终的轨道分布与现今观测吻合。 巨行星在气体盘耗散过程中轨道发生不稳定，剧变之后到达现今的轨道构型 ＂我们的研究表明，该过程导致的动力学不稳定紧随着气体盘耗散，在太阳系诞生后约五百万到一千万年间发生。有别于Nice模型，我们的模型中巨行星轨道不稳定发生的时间更早。＂刘倍贝说。 月球和地球，来自太阳系其他天体的证据 巨行星轨道演化对包括地球在内的其他行星、卫星和小天体的演化，地球生命的起源、宜居特性等多方面影响深远。用传统的Nice模型与刘倍贝团队提出的＂反弹＂模型推演太阳系的＂童年＂，最明显的差异在于动力学不稳定发生的早晚，前者认为是＂晚期不稳定＂，而后者认为是＂早期不稳定＂。 ＂我们能从月球陨石坑的年龄找到新的佐证。＂刘倍贝介绍，巨行星动力学不稳定会打破太阳系原有的平静，它们强大的引力扰动迫使周围小天体不断撞向其他行星和卫星，并在星体表面留下陨石坑。＂月球陨石坑有着广泛的年龄分布，小行星撞击事件随时间自然衰减，这也与我们团队提出的早期不稳定模型研究更自洽。＂ 此外，类地行星的轨道也支持刘倍贝团队的＂反弹＂模型。根据观测，原始地球形成于原行星盘阶段，在太阳系诞生后3000万至1亿年间最终长成。如果不稳定发生在地球完全形成之前，巨行星轨道动荡有概率触发大碰撞事件，诱发原始地球与一个火星大小的天体相撞，逐渐形成现今的地月系统。＂而Nice模型所预期，不稳定发生在地球形成之后，地球就不能成为今天的地球。＂刘倍贝说，＂早期动力学不稳定更符合来自太阳系其他天体关于小行星撞击时间的记录。新模型也可以更好地解释后续形成的类地行星的的质量和轨道构型，这些均为其有别于传统模型的优点。＂ 审稿人对这一研究评价：＂该模型很可能是太阳系演化理论中缺失的成分，文章新颖且意义重大。＂刘倍贝表示，未来团队会进一步探究巨行星轨道演化对地球形成及其水起源的影响等问题。据悉，该工作受到国家自然科学基金面上项目和浙江大学百人计划启动基金的资助。 作者：刘海波 柯溢能 图片：卢绍庆 部分图片由受访人提供
仰望星空，逐梦九天仰望星空，逐梦九天文马凯北京时间2021年9月17日13时34分，神舟十二号3名航天员结束3个月的太空飞行回家了。在太空上，航天员们进行的出舱健身等一系列操作，引来地球上满满的羡慕人气明星空降！海花岛顶级水乐园试运营嗨翻天品橙旅游人人人从众！6月1日，海花岛水上王国试运营首日即进入人海模式。作为小半个娱乐圈明星扎堆打卡的顶流度假区，海花岛几乎每周都有明星到访，堪称追星圣地！作为最受欢迎的玩水胜地，明美好又闹心的双子座2021夏天品橙旅游7月1日，随着暑运的到来，2021年的暑期旅游市场也正式打开。多个报告显示，广深解封释放大量出游需求，国内出行旅客量已经超过2019年同期，7月10日正式进入暑运高峰期。好璀璨的星空在浩瀚的宇宙中，最引人注目的便是数不尽的星体。每一个星体都有一段故事和一些不为人知的秘密。现代科学技术的发展激励着我们向无穷的未知领域扬帆起航，而对浩瀚宇宙的每一次探索又会带给我们许宏翔我不想把作品变成一个景观，我需要消解它的精英属性许宏翔纠缠130x180cm布面油画及丙稀2013导语最初对许宏翔的印象还是青年艺术100的展览中他的作品。在众多新人中，他的画自带一种独特的气质，那是一种混沌中显现出的精致和爽快美国记者和周总理握手后，掏出手绢擦手，总理一个动作教他做人相信大家最近都有关注前段时间刚刚开始的东京奥运会，无论是画风清奇的开幕式还是提供给运动员的是纸板床都一直受到了广大网友的无情吐槽。其实奥运会是一个展现自身形象，拉近各国之间的距离，为了选票蔡英文动作频频港媒曝民进党太了解年轻人了台湾地区领导人蔡英文与行政院院长苏贞昌7月民调回升，港媒预估，台湾选手在东京奥运会上表现优异，在蔡当局的催化下，年轻人支持度也会大幅回升蔡当局为了拼2022县市长选举，必须先稳住青事关三桶油的大动作！国家管网公司资产划转或全面提速国家管网公司全面运营进入倒计时！国家管网全面运营资产划转共1700字建议阅读时间4分钟文沐雨位于北京地铁十三号线柳芳站对面的新大楼城科大厦，正迎来它的新主人。2020年1月2日，国天然气下游市场博弈再起两桶油城燃公司大动作频频大变局之年，城燃公司将如何自救？天然气改革城燃竞争共1643字建议阅读时间4分钟文深山随着两桶油将旗下管道资产出售给国家管网，我国天然气的市场化改革进入了最后的攻坚阶段。管住中间的组建新公司！刚刚，中国石化又有大动作中国石化战略合作中国燃气共1000字建议阅读时间2分钟文漫天飞雪刚刚，中国石化官网发布消息，在燃气业务方面，中国石化又有大动作。3月4日，中国石化与中国燃气签署战略合作框架协议，双机械手设计与人工智能和机器视觉相结合让机器人有更好的动作麻省理工学院校友创办的RightHandRobotics公司开发了在仓库环境中更加可靠和适应性强的拣选机器人。对大多数人来说，识别一个物体捡起它并把它放在其他地方的任务是微不足道的