在银河系中,无论是相互间能进行质量转换的X射线双星还是聚集在分子云中的有机分子,到处存在着一些特性和起源都不很清楚的天体,其中,有一个令我们十分感兴趣的问题,那就是地球是如何在45亿(±5000万年)前形成的?

对这个问题的研究除了其本身具有的重要性外,还在于地球及其他地内行星都具有固体表面而木星以外的其他天体却非如此;通过研究该问题,我们就能获得有关太阳系整体演化有意义的信息,同时还可以对一系列银河系中存在生命行星的探索提供指南。

目前我们可能已有了一个很重要的线索,那就是对地球上最古老的石头用放射线法可以测得其4龄为38亿年,而这个数值恰巧与月球表面由于流星撞击而产生的第二次大的年龄突变相一致,人们曾从阿波罗登月中得到了许多有用数据,后者就是其中的一个,那就意味着地球质量曾经在同样的过程中增加了可观但又未知的数量。

那么在此之前情况又如何呢?现在的研究是通过两条途径进行的:一是在假设的太阳星云中对坍缩进行计算分析;二是对其他年轻的恒星系统进行观测,目前后者极少的观测结果和已知的太阳和地球间的相对年龄是吻合的。这就表明地内行星是在太阳形成后的几亿年内形成的。

对任何一个恒星的形成过程,其关键问题是气体和尘埃如何在坍缩过程中分配角动量。计算和观测表明,该过程一般是通过形成双星或一个平行于恒星转轴的行星盘来实现的。

现在有关地内行星形成的流行观点仍依赖于太阳盘内部区域元素氧化后的凝聚结果,如铁和硅。由于人们目前对一个正在坍缩的原恒星其温度演化的时间历程并不了解得很清楚,因此就不能可靠地重新建立关于坍缩过程的模型。问题在于太阳盘内的温度是否可以高到足以将原来存在的尘埃颗粒蒸发掉?微粒是通过胶体凝聚在一起来形成尺度大小为1米的固体物质的,而这些胶体又是什么样的呢?

星子如何聚集成尺度更大的行星类天体则是另一个重要问题。事实很可能是这样的:只有当大的行星,特别如木星形成时,才可能发生能提供足够微扰来粉碎一个像土星那样的行星状环的物理过程,太阳形成的差别是在于形成的是矿物质(而不是水)以及中心物体是太阳而已。

总而言之,38亿年前所发生的第二次流星撞击表面产生的突变是否正反映了这种凝聚过程的上一次状态呢?