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標 題[摘錄]原始太陽就已非常熾熱而明亮
發信站銘傳築夢別境 (Mon Aug 15 21:36:01 2005)
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美國加州大學聖地牙哥分校(University of California, San Dieg,UCSD)的
科學家,經由分析隕石中的原始化學物質,發現我們的太陽,在至少45億年前正
式成為一顆恆星之前、還處在氣體收縮的原恆星(protostar)階段時,就已經非
常明亮。這是科學家首度提出證據證明:因原始太陽(protosun)的強烈紫外線
輻射下,催化了太陽系中如水和其他地球生命所需的有機化合物的形成。相關論
文發表在8月12日出版的科學(Science)期刊中。
科學家長久以來便對於化合物是否是在太陽系早期,究竟是因年輕太陽的關係,
或是經由其他方式而產生爭論不已。問題的癥結在於:那時的太陽輻射究竟夠不
夠強(Was the sun on or off)?
UCSD物理化學系教授Mark H. Thiemens表示:比45.5億年更古遠以前的時期,便
無地質記錄可供考證,因此科學家一直對此爭議無法取得共識。Thiemens的博士
生Vinai Rai曾在5年前發展出一套非常靈敏的測量系統,測量4顆屬於原生隕石的
化學組成,尤其是原始太陽發出的高能太陽風的硫化物同位素粒子。原生隕石(
primitive groups of meteorites)是目前所有隕石中,已知年齡最久遠的一群
隕石,因此必定包含了太陽系早期的原始物質。天文學家相信,從旋轉中的太陽
星雲核心發出的太陽風,會將部分物質吹向周圍原行星盤,原行星盤後來又陸續
形成行星、小行星、隕石等,因此原生隕石中必定可以找到45億年前太陽系的某
些蛛絲馬跡。
利用這項技術,Thiemens等人從古老岩石中測量出地球早期大氣中的氧和硫的同
位素的含量變動的細節,之後UCSD的化學家研究隕石中的硫化物時,便可扣除地
球的影響後,得到原始太陽風的強度,而這也代表了原始太陽的輻射強度。他們
發現,隕石中其中一個同位素--硫33(33S)的含量過多,顯示早期太陽星雲階段
,原始太陽的輻射便已夠強而有足夠的能力可以進行光化反應(photochemical
reactions)。這是科學界第一次擁有證據證明:The sun was on!太陽的紫外輻
射在原恆星的階段就已很強,因此才能在太陽系早期藉由太陽輻射製造有機化合
物。
天文學家相信:太陽系的起源,是約50億年前,一片由塵埃與氣體組成星雲(稱
為太陽星雲solar nebula)中因受到擾動而收縮形成。擾動可能來自於某顆超新
星爆炸的震波,也可能是因星雲本身的重裡擾動塌縮而形成。當星雲因旋轉而逐
漸形成愈來愈扁的盤狀構造時,星雲中的漩渦流也愈長愈大,最後便形成行星、
衛星和小行星等。至於原始太陽,則因重力而繼續收縮,使溫度愈來愈高,最後
點燃核心的核融合反應後,就正式成為一顆年輕熾熱的恆星了。年輕太陽所發出
的熾熱太陽風中,含有大量帶電粒子,這些太陽風將太陽星雲的殘餘氣體與灰塵
逐漸吹散,才形成我們太陽系現在的模樣。行星、衛星和許多小行星自形成之後
至今,因它們的物質被太陽加熱而轉變,因此無法提供科學家們原始太陽系的組
成物質的線索,唯有少數原生隕石還含有原始太陽風吹出的帶電粒子物質。
Thiemens表示:這套測量鑑定的技術,除了用來決定原始太陽是否非常明亮之外
,也可以用來估計原始太陽風所製造出來的不同化合物會在何時或太陽系何處出
現。因此他們打算下一階段的研究目標,就是尋找太陽系早期的各種礦物,並逐
步檢視太陽系早期竟曾發生過哪些事。
資料來源:
http://ucsdnews.ucsd.edu/newsrel/science/mcmeteorite.asp, 2005.08.11
* 轉載自臺北天文館
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