尘埃相撞扮演重要角色
尘埃微粒还会撞在一起,碰撞可以摧毁这些脆弱的微粒。新电脑模型首次涵盖尘埃微粒之间的碰撞,有关这次研究的论文已刊登在9月7日出版的《天文学杂志》上。库切纳说:“人们感觉对尘埃碰撞的计算无法实现,因为需要密切跟踪这些如此之小的微粒。我们找到了实现这一目标的途径,为全面了解整个过程创造了条件。”
在美宇航局“发现”超级电脑的帮助下,研究人员对7.5万个尘埃微粒进行了跟踪研究,将它们与系外行星、阳光、太阳风以及彼此之间的相互作用记录下来。电脑模拟的尘埃微粒大小不一,大到相当于针眼的直径(1.2毫米),小到只有针眼直径的千分之一,即相当于烟尘中的颗粒大小。在电脑模拟期间,研究人员依据他们当前对尘埃微粒生成速度的估计,将其放入在今天的柯伊伯带发现的三种轨道中的一种。
从电脑模拟生成的数据中,研究人员制作出了代表从远处看到的太阳系红外图像的合成照片。通过一种称为共鸣的引力效应,海王星令附近尘埃微粒进入优先轨道。这使得海王星附近产生了一个“清除区”,同时,在其围绕太阳运行前后,尘埃微粒数量增加。斯塔克解释说:“我们从中了解到的一件事是,即便在今天的太阳系中,尘埃碰撞仍然在柯伊伯带扮演着重要角色。”
这是因为,碰撞往往会在大的尘埃微粒活动到距其生成地很远的地方之前,便将它们统统摧毁,导致横跨海王星轨道两边的尘埃光环相对稠密。为准确了解柯伊伯带更年轻、更笨重版本的状况,研究小组利用超级电脑加快尘埃生成速度。过去,柯伊伯带含有更多碰撞更为频繁的物体,从而以更快的速度产生尘埃微粒。尘埃微粒数量越多,微粒之间的撞击就越频繁。