小行星帶想像圖。NASA

太陽系的小行星帶又稱主小行星帶，位于火星和木星軌道之間。那裡存在着一個由各種小天體組成的狹窄環狀盤。18世紀的天文學家根據太陽系行星的運行規律對小行星帶的存在作出了預言。随後，天文學家們又根據在火星和木星身上發現的諸多現象，針對小行星帶的成因發表了諸多看法。

對于小行星帶是否是行星的殘骸或是早期太陽系的遺留物，科學界一直存在着争論。它既有可能是行星解體的産物，也有可能是一顆未能凝聚的失敗行星。但是最近有天文學家發表了一種新的看法，認為小行星帶原本隻是一個空曠的地帶，後來才逐漸被各種微小天體和碎片填滿。

阿塔卡馬毫米/亞毫米波望遠鏡陣列拍到的金牛座HL原行星盤。ESO

為了驗證他們的假說，這兩位天文學家建立了一個将小行星帶設置為空環的早期太陽系計算機模型。結果顯示，小行星環帶的形成和岩石行星的形成是有關的，它能夠逐漸地演變成今天我們見到的模樣。

Raymond表示，在模拟中，岩石行星的形成效率并不是100%。也就是說，有一部分微行星會被引力甩向外側，并滞留在小行星帶内。這些小天體的運行軌道和今天的S型小行星（主要成份是矽的小行星，約占小行星總量的17%）很像。S型小行星的遷徙效率很低，大約隻有千分之一。但環原本就是空的。今天小行星帶内S型小行星的質量總和隻有地球質量的十萬分之四。模拟中遷徙至此的小天體數量略多于此，但由于演化到後期會有損耗，遷徙至此并長期滞留的小天體數量和分布特點，與今天小行星帶内S型小行星的數量和分布特點恰好相符。

基于這個模型，兩位天文學家還發現，在木星和土星的引力影響下，許多原先分布在外側的小天體也會逐漸向内靠攏，進入小行星帶所在區域，成為所謂的C型小行星（含碳小行星，約占小行星總量的75%或更高）。這些小行星同時也是地球上水的潛在源頭。綜合考慮這兩種情況後他們發現，這些小天體在模拟結果中的分布情況，和今天小行星帶内小行星的實際分布情況一緻。

在此不得不提其中一位天文學家早前提出過的一個理論。2011年，Raymond曾經作為參與者，和他的同事在一篇論文中表示，原始木星（那時的木星很可能隻有一個石質内核）曾經發生過軌道向内遷徙事件。木星的内遷不但掠奪了大部分原本屬于小行星帶的物質，還把許多原本屬于火星的物質帶走了。結果導緻小行星帶失去了大部分質量，并造成火星的質量偏小。而木星在“大肆劫掠”之後又向原來的位置回歸，最終穩定在今天的地方。

這裡涉及到了天文學上的另一個謎團——火星質量偏小之謎。和地球和金星相比，火星顯得過于迷你。所有模拟結果都顯示，火星理論上應該比現在擁有更大的質量。而這個謎團顯然和小行星帶的形成存在着某種關聯。

但“木星遷徙說”中存在着理論上的不确定性，所以這二位今天才提出了“空曠的原初小行星帶”說。這個假說的重點就是，構成現代小行星帶主體的微行星，并不是在小行星帶現在所處的位置上就地成形，而是在臨近行星的引力作用下遷徙至此的。如此一來，火星偏小也就好解釋了，因為原行星盤環帶物質含量本來就是不均勻的。

如果這個假說屬實，那麼小行星帶就好比是太陽系的難民營，容納了大量未被行星接納的微行星。科研的進展既需要腳踏實地的小心求證，也有賴于大膽的假說。無論結果最終是否能夠被證實，這樣的膽識和魄力還是值得敬佩的。

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