莱斯大学的最新研究表明，木星曾剧烈重塑了早期太阳系的格局。这项发表于《科学进展》的研究指出，这颗巨行星在原始行星盘中创造出环状结构与宽阔缝隙，这一发现有望解开困扰学界多年的谜团：为何许多原始陨石的形成时间比太阳系最早固体物质晚了数百万年。该研究结合了木星成长过程的流体动力学模型与追踪尘埃和年轻行星演化的模拟系统。
行星科学家安德烈·伊兹多罗（André Izidoro）与拜巴夫·斯里瓦斯塔瓦（Baibhav Srivastava）通过先进计算机模拟发现，木星早期的急速膨胀扰动了环绕年轻太阳的气体尘埃盘。其强大引力在星盘中产生涟漪，形成所谓“宇宙交通堵塞”，阻止了小颗粒坠入太阳。这些颗粒反而在密集区域积聚，逐渐融合成星子——行星的固态前身。
研究的关键突破在于，这些环带内形成的星子并非太阳系最初的构造单元，而是属于后期世代，其形成时期恰好与众多球粒陨石的诞生期吻合。这类石质陨石封存着太阳系黎明时期的化学与年代线索。
“球粒陨石如同来自太阳系破晓时刻的时间胶囊。”莱斯大学地球、环境与行星科学助理教授伊兹多罗解释道，“数十亿年来它们坠落地球，科学家通过研究这些样本解读宇宙起源的密码。核心谜题始终是：为何部分陨石的形成比最早固体物质晚了200-300万年？我们的结果表明，正是木星创造了延迟诞生的条件。”
球粒陨石的独特价值在于保存了最原始的研究材料。第一代行星构建天体经历熔融变质，丧失了原始结构，而球粒陨石不仅存有原始太阳系尘埃，还包含名为球粒的熔融小滴。它们出人意料晚期形成的现象已困扰研究者数十年。
“我们的模型将两个看似不相关的现象——陨石中存在的两种同位素特征与行星形成动力学——联系了起来。”斯里瓦斯塔瓦阐述，“木星早期成长并在气体盘中打开缺口，这个过程既保护了内外太阳系物质的同位素差异，又创造了星子可延迟形成的新区域。”
该研究还揭示了另一个谜题：为何地球、金星和火星轨道维持在距太阳约1天文单位处，而未像其他恒星系常见的那样螺旋内迁？通过阻挡气体向内流动，木星阻止了年轻行星向太阳迁移，使这些世界得以驻留在类地行星区域。
“木星不仅是最大的行星，更奠定了整个内太阳系的架构。”伊兹多罗强调，“若没有它，或许就不会有我们现在认知中的地球。”
研究结论与通过智利北部阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列观测到的年轻恒星系环隙结构相互印证，这些图案揭示了正在形成的巨行星如何重塑其诞生环境。
“观察那些年轻星盘，我们目睹了巨行星形成并改造其诞生环境的初始阶段。”伊兹多罗说，“我们的太阳系亦不例外。木星早期成长留下的印记，至今仍封存在坠落地球的陨石中供我们解读。”
此项研究获得了美国国家科学基金会、大数据私有云研究网络基础设施 及莱斯大学研究计算中心的支持。
