(續3)科技版~超遜偵探~UOD之43~太陽系之天王星

據美國亞利桑那大學的科學家們宣稱，大約在40億年前－－當時太陽系才剛形成不久，天王星和海王星的軌道曾發生過互換。

科學家們指出，通過計算當時太陽系星雲的密度，他們得出了一個令人感到非常意外的結論：天王星最初曾處在海王星目前的位置上，而海王星的情況則正好相反。太陽系星雲是一個由氣體和塵埃構成的巨大圓盤狀結構，處於其中心位置的便是明亮且年輕的太陽。另外，在該星雲中也正積極地孕育著各行星系統。通過計算該圓盤某一區域的密度構成情況，便可以相對精確地確定出其中行星形成的速度，以及這一區域的化學構成。

由於所處距離的原因，我們現在很難確定出位於其他原始行星系統中類似圓盤結構的密度。在過去30年的觀測過程中，多數研究人員都將注意力集中到了太陽系星雲最低品質的計算這一問題上。該思路的出發點其實非常簡單：在最小密度時，決定密度大小的主要是石塊、氫和氦，而這些物質又逐漸演化成了行星。因此，行星的品質主要取決於其所處軌道附近的物質的品質。在最小品質時，科學家們將有可能推斷出太陽系星雲的品質。

亞利桑那大學的斯蒂夫·德什表示：“從這一理論出發，還無法解釋為什麼有一些行星會非常小，例如水星，而其他一些又非常巨大，例如木星。考慮到木星的體積和其構成，我們可以推斷，它形成的時間要比其他行星早大約數百萬年。而對於天王星和海王星來說，要麼是殘留的物質不足，要麼就是它們的形成時間太過久遠，甚至超過了太陽－－當然，這是不可能發生的。”

科學家們還提出了另外一種解釋。按照該解釋，木星、土星、天王星、海王星以及位於它們外側的庫珀伊帶的形成還取決於其他許多複雜的條件。不過，所有現代電腦模型的演算結果都顯示，海王星最初與太陽的距離僅為目前的50％，而在那之後，由於天王星和海王星的品質發生變化，導致它們的軌道也發生了交替。

與此同時，專家們表示，要想從實際上證明這種行星間的換位是不可能的，因為它發生在大約40億年之前。德什指出：“很有可能，太陽系星雲的品質並非我們先前想像的那樣。它的品質可能要大的多。正是從這一高密度出發才可以解釋清楚為什麼太陽系中會同時切迅速地形成如此差異巨大的行星系統。另外，基於這一較高的密度，我們還可以確定，最初各行星間的距離曾非常近，而天王星和海王星則非常像是對方的衛星。事實上，天王星和海王星也是太陽系中最為相似的兩顆行星。”

德什表示，太陽系中行星形成的速度非常快，並非先前認為的10億年，而是只有短暫的大約1000萬年。這可以幫助我們瞭解為什麼天王星和海王星會擁有遠比地球更多的氫元素。同時，對其他原始行星盤的觀測也表明，這類氣態行星的形成時間均不超過1000萬年。他認為，在太陽系剛形成的6.5億年中，海王星與太陽的距離要遠小於天王星。但是，現在兩顆行星的位置已發生根本性的變化。 (續) 

                     

              天王星與土星藍色光環對比圖(圖片來源：美國太空網)