天体撞击事件可以显著降低行星内部压力学术资讯

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通常，行星系统刚形成时是一个尘埃盘，之后慢慢地通过吸积作用而形成岩质天体。这一过程的主要阶段结束时，其标志性事件是，行星大小的天体会在合并形成最终行星时会发生极其高能的碰撞事件。据美国“物理学网”9月4日消息称，美国加州理工学院（Caltech）的科学家在《科学进展》9月4日刊发的一篇研究论文中表示，他们的一项最新研究表明，巨型的天体撞击事件可以急剧降低行星的内部压力，而这一发现可能会显著改变目前有关行星形成的模型。

科学家认为，诸如大约45亿年前导致月球形成的那类撞击事件——在那之后地球内部的压力可能只有当前的一半——可能会导致地核和地幔压力发生随机波动。这或将解释地球地幔中为什么会存在一些令人困惑的地球化学特征。

该论文第一作者、Caltech博士后研究员Simon Lock介绍道：“之前的研究错误地以为，行星的内部压力只是与行星的质量成函数关系，因此随着行星质量的增加，其内部的压力也会不断增加。而我们的数据模拟实验表明，在一次重大的天体撞击事件之后，压力可以暂时发生改变，之后随着天体在撞击后的复原，压力会在更长久的时间里逐渐增强。这一成果对研究地球的化学结构和进化历程具有重大的意义。”

Lock的团队利用巨型撞击事件和行星组成结构的数据模型，对生成质量是地球质量0.9到1.1倍之间的天体的撞击事件进行了模拟实验。他们发现，紧接着在撞击之后，它们的内部压力比预期的要低得多。且压力的降低是由于多种因素综合作用而造成的，比如撞击带来的快速旋转会产生反重力的离心力，它本质上是将物质推离自转轴。另外，高温天体被部分气化后的低密度也是因素之一。

加州大学戴维斯分校（University of California, Davis）行星科学教授Sarah Stewart解释道：“我们没有直接观测到类地行星的生长状况。原来，各个行星的物理性质在其成长过程中会因天体碰撞而会发生巨大的变化。我们对行星形成的新观点比以前的模型更加多变而充满活力，这就为重新解读以前的观测数据打开了大门。”

如果这一发现属实，那么它将有助于调和长期以来存在于地幔的地球化学指标和行星形成的物理模型之间的矛盾。

科界原创

编译：Jonathan

审稿：三水

责编：唐林芳

期刊来源：《科学进展》

期刊编号：2375-2548

原文链接：

https://phys.org/news/2019-09-planetary-collisions-internal-pressures-planets.html