早期太阳系的原行星盘中有一个明显的缺口 是支配行星形成过程的一个标志
据cnBeta：大约45亿年前，年轻的太阳就像现在一样闪闪发光，尽管它比现在小一点。
它没有被行星所包围，而是被包裹在一个旋转的气体和尘埃盘中。
这个盘被称为原行星盘，它是行星最终形成的地方。
在早期太阳系的原行星盘中，在火星和木星现在所在的位置与现代小行星带所在的位置之间，有一个明显的缺口。
究竟是什么造成了这个缺口，这是一个谜，但天文学家认为这是支配行星形成的过程的一个标志。
一组科学家已经发表了一篇论文，概述了这一古老缺口的发现。
研究主要作者是Cauê Borlina，他是麻省理工学院（MIT）地球、大气和行星科学系（EAPS）的行星科学博士生。
这篇论文已发表在《科学进展》杂志上。
由于像阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）这样的设施，天文学家越来越善于观察类似于太阳系年轻版本的恒星系统，这些恒星系统仍有原行星盘，仍在形成行星。
它们往往有明显的空隙和环，是行星形成的证据。
但是这一切究竟是如何进行的，仍然是一个谜。
“在过去的十年中，观察结果表明，空洞、间隙和环在其他年轻恒星周围的盘中很常见，”研究报告的共同作者、麻省理工学院地球、大气和行星科学系（EAPS）的行星科学教授 Benjamin Weiss说。
“这些是气体和尘埃转变为年轻恒星和行星的物理过程的重要但不为人知的特征。
”
而我们自己的太阳系原行星盘在大约45亿年前出现缺口的证据来自对陨石的研究。
太阳系的磁场对陨石的结构产生了影响。
古地磁塑造了原行星盘中被称为球粒的微小岩石。
球粒是熔化或部分熔化的圆石片，成为一种叫做球粒陨石的陨石的增生。
而球粒陨石是太阳系中最古老的一些岩石。
随着球粒的冷却，它们保留了当时的磁场记录。
这些磁场随着时间的推移，随着原行星盘的演变而变化。
根据当时磁场的性质，球粒中电子的方向是不同的。
总的来说，所有球粒陨石的球粒都讲述了一个故事。
在这项研究中，该小组分析了在南极洲发现的两块碳质陨石的球粒。
他们使用了一种叫做超导量子干涉装置(SQUID)的设备。
SQUID是一种用于地质样品的高灵敏度、高分辨率的磁强计。
研究小组使用SQUID来确定陨石中每个球粒的古代原始磁场。
这项研究也是基于一种叫做同位素二分法的现象。
有两个独立的陨石“家族”落到地球上，每个“家族”都有不同的同位素组成，科学家们得出结论，这两个“家族”一定是在早期太阳系的不同时间和地点形成的。
这两种类型被称为碳质（CC）和非碳质（NC）。
CC陨石可能含有来自外太阳系的物质，而NC陨石可能含有来自内太阳系的物质。
有些陨石同时含有两种同位素指纹，但这是非常罕见的。
该小组研究的两块陨石都是来自外太阳系的CC型陨石。
当他们对它们进行分析时，他们发现球粒显示出比他们之前分析的NC陨石更强的磁场。
这与天文学家认为在年轻太阳系中发生的情况相反。
随着一个年轻系统的演变，科学家们预计磁场会随着与太阳的距离衰减。
磁性强度可以用被称为微特斯拉的单位来测量，CC球粒显示的磁场约为100微特斯拉，而NC球粒显示的强度只有50微特斯拉。
作为比较，今天地球的磁场约为50微特斯拉。
磁场表明太阳系是如何吸纳物质的。
磁场越强大，它能吸纳的物质就越多。
在CC陨石的球粒中明显的强磁场表明，太阳系外部比内部区域吸纳更多的物质，这一点从行星的大小可以看出。
这篇论文的作者总结说，这是一个大缺口的证据，它以某种方式阻止了物质流入内太阳系。
"缺口在原行星系统中很常见，我们现在表明，我们在自己的太阳系中有一个缺口，"Borlina说。
"这给出了我们在陨石中看到的这种奇怪的二分法的答案，并提供了差距影响行星组成的证据。
"
这一切结合起来成为早期太阳系中一个巨大的、无法解释的缺口的有力证据。
木星是迄今为止质量最大的行星，所以它是一个很好的地方，可以开始了解这一切是如何在我们的太阳系中发生的。
随着木星的成长，其强大的引力可能起到了一定的作用。
它可能将气体和尘埃从太阳系内部扫向外围，在它和火星之间的演化盘中留下了一个缺口。
另一个可能的解释来自于圆盘本身。
早期的圆盘是由其自身强大的磁场形成的。
当这些磁场相互作用时，它们会产生强大的风，可以使物质移位并形成一个缺口。
木星的引力和原行星的磁场可能结合在一起，形成了这个缺口。
但是，是什么造成了这个缺口，这只是一个问题。
另一个问题是它发挥了什么作用？自从40多亿年前形成以来，它是如何帮助塑造万物的？根据这篇论文，缺口本身可能起到了不可逾越的屏障作用，使来自两侧的物质无法相互作用。
缝隙内部是陆地行星，缝隙外部是气态世界。
“穿越这个缺口是相当困难的，一颗行星需要大量的外部扭矩和动量，”主要作者Cauê Borlina在一份新闻稿中说。
“因此，这提供了证据，表明我们的行星的形成被限制在早期太阳系的特定区域。
”
10月13日灶神星冲日，“最亮小行星”迎来观测良机
天空中最亮的小行星——灶神星将于10月13日冲日，冲日前后亮度约为6.3等，迎来观测良机。 为什么冲日前后是观测灶神星的好时机？中国科学院紫金山天文台科普主管王科超说，冲日是指天体与太阳的地心视黄经相差180度，此时天体、地球、太阳三者近似排成一条直线，地球恰好位于中间。
冲日前后，灶神星处于本轮会合周期中距离地球较近的阶段，被太阳照射的一面几乎完全朝向地球，亮度高且整夜可见，因此观测条件最为有利。
“10月中旬的前后数周都比较适合观测。
”王科超介绍，冲日时，灶神星在日落时从东方升起，几乎整夜可观测。
天文爱好者可借助双筒望远镜寻找它。
由于人类肉眼的观测极限约为6等，视力极佳的观测者，在无光污染的暗夜环境下有机会尝试肉眼观测它。
无论用肉眼还是用望远镜观测，灶神星均呈现星点形态。
“灶神星在星空中的位置也并非固定，相对于背景恒星每天会略微向西移动，但移动幅度很小。
借助星图定位，并连续观察几晚，就有机会从相对固定的背景恒星中辨认出这个会慢慢‘挪动’的小行星星点。
”王科超说。
值得一提的是，灶神星与地球距离最近时发生在10月9日，比冲日早4天，并非恰好发生在冲日当天。
王科超解释道，冲日看的是天体与太阳在天空中的相对位置，而不是距离远近。
灶神星的轨道既不是正圆，也与地球轨道不在同一平面，其轨道与黄道面存在约7度的倾角，因此“方向最对”和“距离最近”并不一定落在同一天。
王科超介绍，灶神星于1807年3月29日被发现，是人类发现的第四颗小行星。
灶神星个头相对较大、反照率高，是从地球上看最亮的小行星。
灶神星还有一个特别之处：地球上已经找到了来自它的陨石。
王科超解释道，陨石是太阳系天体形成和演化过程中不同阶段残留的“化石”。
灶神星在漫长的演化过程中经历过剧烈撞击，一些表面岩石由此被抛入太空，部分碎片最终落到地球。
在地球上收集到的无球粒陨石中，有一大类被称为HED族无球粒陨石。
HED取自三类陨石英文名称的首字母，分别是古铜钙长无球粒陨石（Howardite）、钙长辉长无球粒陨石（Eucrite）和古铜无球粒陨石（Diogenite），它们被认为来自灶神星。
“绝大多数陨石很难确定母体来源，但HED陨石不仅是已发现无球粒陨石中数量最多的族群之一，而且母体来源明确，这些‘送到地球的灶神星样品’为科学家研究灶神星的形成演化和撞击历史提供了重要依据。
”王科超说。
（新华社）
无推进剂航天器技术或助人类抵达星辰
## 一枚联盟FG火箭从拜科努尔航天发射场的加加林起点（15号发射工位）发射。图片来源：比尔英戈尔斯 未来的航天器或许可以通过从行星、阳光和太阳风中获取动量而非使用机载燃料来飞得更远。
每一种传统火箭都面临着同样的问题：它必须携带用于推进自身的物质。
自从康斯坦丁齐奥尔科夫斯基提出火箭方程以来，航天器一直通过燃烧燃料并向后喷射来依据牛顿第三定律向前运动。
但是添加推进剂也会增加重量，这就需要更多燃料来加速更重的飞行器。
这种复合负担对任务造成了严重限制，也使得星际旅行显得异常困难。
如果航天器不需要携带推进剂就能移动呢？ 一篇全面的综述通过研究太空飞行的无推进剂推进技术来探索这种可能性。
这些方法不依赖化学燃烧，而是从太空中已存在的力中获取能量或动量，有可能支持传统火箭无法完成的任务。
旅行者号航天器成功利用引力弹弓效应探索了外行星。
图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室 引力助推用燃料换取时间 引力弹弓是最成熟的无推进剂方法，几十年来一直用于引导航天器。
工程师会在精心选择的时间和角度让航天器掠过行星，使其获得行星轨道动量的一小部分，无需燃烧燃料即可加速。
旅行者号曾利用这一策略到达所有四颗外行星。
它的主要限制在于时机：所需行星必须正确排列，因此发射机会很少，且可行路线受限。
帆利用阳光和太阳风 太阳帆通过利用太阳光的辐射压力提供更持续、更便捷的推进力。
这些巨大的薄膜通过反射光子产生推力，无需燃料就能缓慢但持续地加速。
日本的IKAROS探测器曾成功演示了这项技术，仅依靠太阳光就抵达了金星。
然而，太阳帆需要巨大、轻如蛛丝的材料，这些材料必须在恶劣的太空环境中存活多年，且其性能会随着与太阳距离的增加而显著下降。
伊卡洛斯（IKAROS），这颗展示了太阳帆技术的日本卫星。
图片来源：日本宇宙航空研究开发机构（JAXA） 磁帆采用不同的方法，利用超导线圈产生强大的磁场来偏转太阳风——从太阳持续流出的带电粒子流。
通过推动这种等离子体，磁帆不消耗推进剂就能产生推力。
它们可能比太阳帆提供更好的加速度，且不会像反射膜那样随时间退化。
问题在于？产生所需的磁场需要巨大的超导线圈，其半径可能达到50公里，并且需要维持在低温环境下。
建造和部署此类结构的技术目前根本不存在。
电帆是一种较新的变体，它使用带电系绳而非磁场来排斥太阳风质子。
这类系统有望比磁帆更轻，但它们同样需要部署极长的轻质导线，并且需要大量电力来维持必要的电荷。
每种方法都有其取舍 每种无推进剂方法都有独特优势，但也面临着不同的工程难题。
引力助推目前可行，但需要精确的行星排列。
太阳帆能提供稳定推力，但需要大型且精密的结构。
磁帆和电帆可避免材料退化，但所需技术仍在研发中。
该综述明确指出，没有哪一种单一方法能解决所有挑战，但这些方法结合起来可能从根本上改变我们探索太阳系及更远空间的方式。
对于真正雄心勃勃的星际空间任务而言，不携带推进剂可能不仅是有利的，甚至可能是绝对必要的。
参考文献10.1016j.actaastro.2026.01.024 改编自最初发表于《今日宇宙》的一篇文章。
相关知识 星辰是宇宙中闪烁的天体，包括遥远的恒星、环绕行星的卫星，以及偶尔划过天际的流星。
它们在黑暗中散发微光，曾是古人辨别方向的指南，也承载着人类对宇宙的好奇与想象。
每一颗星辰都有自己的故事，有的诞生于星云坍缩，有的在星系间流浪，是浩瀚宇宙写给地球的浪漫诗篇。
BY: Mark Thompson, Universe Today FY: AI 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
