科学家刚发现太阳系原始行星工厂
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在木星轨道外侧不远处，形成了一个高压气体的环形区域。
在这个尘埃陷阱中，经过数百万年时间，成分各异的星子得以形成。
来源：MPShormesdesign.de
科学家们可能已经发现了太阳系中最重要的行星工厂之一，它就隐藏在木星轨道之外。
当太阳系最初形成时，年轻的太阳被一个广阔的气体和尘埃盘所环绕。
数百万年来，盘中的微小颗粒相互碰撞并合并成更大的岩石天体，称为星子。
其中一些天体最终演变成行星，而另一些则成为了今天小行星的祖先。
研究人员长期以来一直怀疑这一过程是混乱且不均匀的，而非有序的。
早期太阳系的不同区域可能在不同条件下演化，处于不同发展阶段的星子或许是同时形成的。
日前，德国马克斯普朗克太阳系研究所（MPS）的科学家表示，他们已确定木星轨道外一个特别重要的区域。
根据发表在《天体物理学杂志》上的一项研究，这个环形区域既是高效的，也是高度多用途的星子诞生地。
他们的计算机模拟表明，在大约两百万年的时间里，该区域形成了成分差异极大的星子。
不同类型的星子显然在早期尘埃和气体盘的同一区域形成，只是形成时间不同。
木星轨道外侧的区域为这种形成提供了绝佳条件，行星形成领域莉泽迈特纳小组的负责人乔安娜德拉日科夫斯卡说道。
不同类别的碳质球粒陨石（此处为CO、CV、CM、TL、CI和CR类）可追溯到不同代的星子，这些星子形成过程约为两百万年。
它们在细粒物质（此处以蓝色显示）和包裹体（此处以棕色显示）的比例上存在差异。
图片来源：MPShormesdesign.de
木星的轨道形成了一个强大的尘埃陷阱
这项研究聚焦于太阳系诞生后大约两百万到四百万年的时期。
到那时，木星已经清扫了其轨道附近的大部分物质，在周围的气体和尘埃盘中留下了一个空隙。
科学家认为，这一过程还在木星轨道外侧形成了一个气体压力增强的环带。
在星盘中漂移的尘埃颗粒被困在那里，导致大量物质堆积。
这些密集的尘埃聚集体形成了被称为卵石的小团块。
早期研究已经表明，在太阳系早期阶段，这些尘埃陷阱内的卵石可以迅速成长为星子。
不过，研究人员尚不清楚同一区域是否能在很长一段时间内持续产生成分差异很大的天体。
碳质球粒陨石的外观差异很大。
其中一些，比如这里展示的阿伦德陨石，含有大量清晰可辨的内含物。
……图片来源：MPST.Klawunn
这项新研究表明它是可能的。
通过先进的模拟，研究团队发现，在数百万年的时间里，这个尘埃陷阱中可能形成了几个不同的星子群体。
研究结果还与在地球上发现的特定陨石群的特征高度吻合。
我们首次通过早期太阳系的计算机模拟，成功准确再现了陨石实验室研究的结果。
可以说，陨石是行星形成理论的试金石，MPS主任兼宇宙化学家托尔斯滕克莱因表示。
其他的，比如伊武纳陨石，几乎完全由细粒、易碎的物质组成。
这里展示的胶囊只有大约一厘米长，里面装有这种非常罕见的陨石的几粒颗粒。
图片来源：MPST.Klawunn
古老陨石揭示行星形成的线索
陨石是从太空坠落并穿过地球大气层后幸存下来的岩石碎片。
大多数被认为是古老星子的碎片，自太阳系早期以来基本保持不变。
研究人员专注于碳质球粒陨石，这是一种富含碳的石质陨石。
此前的实验室研究表明，这些陨石形成于木星以外的区域，且形成时期与模拟研究中考察的时期相同。
科学家根据年龄和成分将碳质球粒陨石分为六组。
有些陨石很脆弱，主要由易碎裂的细粒物质组成。
另一些则更坚固，含有嵌入在更细物质中的可见内含物。
在模拟中，这些物质对应两种被认为存在于早期太阳系中的不同物质。
一种由脆弱的尘埃物质组成，而另一种则由更稳定的团块组成，这些团块早期在较热区域形成，之后扩散到整个星盘。
对于我们的模拟而言，对两种材料在小尺度和大尺度下的行为及相互作用进行建模至关重要，MPS的博士生、该论文的第一作者NereaGurrutxaga表示。
模拟揭示多代太空岩石
模型同时追踪了单个粒子的碰撞以及物质穿过巨大气体盘的大规模运动。
粒子可能会相互黏合、碎裂、向太阳内部漂移，或者在密集区域聚集。
模拟结果显示，木星对较大、较坚固的粒子的阻挡作用比对微小尘埃颗粒更强。
同时，新星子的形成逐渐消耗了部分可用物质。
随着时间的推移，这些效应导致不同的物质混合物在木星轨道以外的区域聚集。
随着平衡的变化，明显不同代的星子开始出现。
在最初的50万年里，易碎物质的数量先是下降，然后在接下来的100万年里再次上升。
最终，出现了两类截然不同的星子群体。
一类主要由脆弱物质组成，而另一类则以更稳定的物质为主。
研究人员认为，甚至比碳质球粒陨石更早的陨石类型也可能是在同一个尘埃陷阱中形成的。
乔安娜德拉日科夫斯卡表示：有充分证据表明，尘埃陷阱是太阳系中星子的首选诞生地。
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太阳系是以太阳为中心的天体系统，受太阳引力约束的天体包括八大行星（如水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星）、卫星、小行星带、彗星及星际尘埃等。
它诞生于约46亿年前，是宇宙中众多恒星系统之一，地球是其中唯一已知存在生命的行星。
BY: Max Planck Institute for Solar System Research
FY: AI
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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。
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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
