后期重轰炸期:太阳系被大规模轰炸的原因

太阳系内侧的岩石星球上,比如水星、月球上面,我们都能够发现一些非常壮观的陨石撞击坑,当然,其实地球、金星和火星上也有不少,主要是因为这三颗行星上有地质运动以及大气的风化,所以这些陨石坑中的很大一部分都消失不见了。

月球上密密麻麻的撞击坑都形成于同一时期——后期重轰炸期
月球上密密麻麻的撞击坑都形成于同一时期——后期重轰炸期

但是你有没有想过一个问题,这些陨石坑是啥时候形成的?难道是每隔一段时间就形成一个?或者是这些星球刚形成的时候,太阳系中还比较混乱,很多小行星到处乱窜形成的呢?

根据阿波罗宇航员带回来的月球岩石的分析,科学家发现,这些撞击坑的形成时间实际上非常短,绝大部分的撞击坑都形成于一个很狭窄的时间内,这个时间发生在41~38亿年前,这个时候距离太阳系的形成已经过去了5亿年之久了。

实际上岩石星球在刚形成的时候,因为其内部热量较高,都有比较活跃的地质活动比如火山喷发等,所以刚形成的星球上就算是留下了陨石坑,也会很快被地质活动所抹除。现在我们看到的这些星球上的陨石坑必然是后期形成的。

后期重轰炸期的地球也遭受了大量陨石的撞击,但是因为地球地质活动比较活跃,现在这些撞击坑都消失了
后期重轰炸期的地球也遭受了大量陨石的撞击,但是因为地球地质活动比较活跃,现在这些撞击坑都消失了

而对于41~38亿年前陨石坑形成的高峰期,科学家将这一时期命名为后期重轰炸期(Late Heavy Bombardment)。这个时期地球正处于冥古宙时期,当时包括地球在内的所有太阳系内侧星球都遭受了小行星的大规模轰炸。

那么后期重轰炸期是如何发生的呢?引发轰炸的小行星来自何方呢?

1、巨行星迁移假说

在该理论中认为:太阳系刚形成的时候,实际上气态巨行星的轨道要比现在紧凑很多。但是随着木星土星的轨道慢慢分开,它们进入到2:1的共振轨道上,这就导致这两个太阳系中最大的巨行星的轨道发生了外迁,它们的外迁就会导致更外围的天王星海王星的轨道变得不稳定,从而也相应的发生了外迁,而原本位于现在海王星轨道上的一些柯伊伯带天体就受到这些巨行星引力的干扰,增加了这些天体的偏心率,从而导致它们进入到太阳系内部并撞击各大星球。

不管是水星还是月球还是火星上发现的绝大多数陨石坑都是形成于这一时期。目前这个假说是最被大家所接受和认可的一种后期重轰炸期假说。

天王星和海王星的轨道迁移最有可能造成后期重轰炸期
天王星和海王星的轨道迁移最有可能造成后期重轰炸期

2、天王星和海王星的晚期形成假说

在这个假说中,撞击太阳系内侧的小行星和彗星依然是来源于柯伊伯带,影响它们的星球依然是天王星和海王星,但是这一次造成天王星和海王星异常的并不是土星和木星的轨道变化,而是它们自身的问题了。

根据这个假说,太阳系最外围的天王星和海王星的形成速度可能比内侧的行星更慢,形成过程需要10亿年的时间,这主要是因为这个区域的物质密度比太阳系内侧要低很多,所以就影响到它们的吸积速度。然后当这些巨行星形成的时候,又会对柯伊伯带天体造成干扰,最终形成后期重轰炸期。

3、行星V假说

在这个假说中,科学家假想了一颗只有火星一半大小的行星——行星V,这颗行星处于一个亚稳定轨道上,在41亿年前,它进入到了小行星带上,从而将小行星带上的小行星弹射到太阳系内侧,引发了后期重轰炸期。最终行星V消失了,可能已经坠入太阳中。

这个假说还有另外一个版本,行星V撞击原始火星,并和火星结合在一起,证据就是火星的北极盆地,而撞击产生的碎片撞击到其他星球,形成陨石坑。这个版本有点类似于忒伊亚撞击原始地球形成新地球和月球的故事。

行星V撞击火星也可能导致后期重轰炸期
行星V撞击火星也可能导致后期重轰炸期

4、穿越小行星带的大型小行星

这是另外一个以小行星带中的小行星为主角的假说,有一颗灶神星大小的小行星(直径525公里)从小行星带中穿越而过,从而扰动了小行星带中的小行星,使得它们纷纷脱离轨道,四处飞散,从而撞击了内侧星球。

以上就是后期重轰炸期的四个主流假说,虽然现在我们已经不知道究竟哪一个版本才是真实的,但是肯定是由于引力的异常变化才导致柯伊伯带或小行星带中的小行星或彗星冲入太阳系内侧的。

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