艺术家对一颗被行星形成的原行星盘包围的年轻恒星的印象。根据霓虹灯同位素的测量，加州大学戴维斯分校的研究人员得出结论，地球是从这种尘埃和气体云团中相对较快地形成的，它们在地球深处收集水、碳和氮。欧洲南方天 台
根据12月5日发表在“太阳 ”上的研究，地球是由太阳周围的尘埃和气体云团迅速形成的，它将水和气体困在地球的地幔中。自然。除了解决地球的起源之外，这项工作还可以帮助确定支持宜居行星的太阳系外系统。
利用地球深处的数据深空，加州大学戴维斯分校教授苏霍伊·穆克霍帕迪教授和博士后研究员柯蒂斯·威廉姆斯霓虹灯同位素来显示行星是如何形成的。
威廉姆斯说：“我们正在试图了解地球地幔中的霓虹灯是在哪里以及如何获得的，这告诉我们行星形成的速度和条件。”
威廉姆斯说，霓虹灯实际上是水、二氧化碳和氮气等气体的替代品。与生命所必需的这些化合物不同，氖是一种惰性的稀有气体，它不受化学和生物过程的影响。
“所以霓虹灯即使在45亿年后也能记住它的来历，”MukHopadhyay说。
关于地球是如何在40亿年前由一个由尘埃和气体组成的原行星盘形成的，以及水和其他气体是如何输送到不断增长的地球上的，有三种相互竞争的观点。在第一个阶段，这个行星在两五百万年内成长得相对较快，并从星云中捕获了气体，星云是围绕着年轻太阳的尘埃和气体的漩涡云。第二种理论认为，尘埃粒子是由太阳形成并辐照一段时间后凝结成被称为行星的微型物体，随后被传送到这颗不断成长的行星上。在第三种选择中，地球形成的相对较慢，气体是由富含水、碳和氮的碳质球粒陨石提供的。
MukHopadhyay说，这些不同的模型会对早期地球的情况产生影响。如果地球迅速形成太阳星云它在表面或附近会有大量的氢气。但是，如果地球是由碳质球粒陨石形成的，那么它的氢就会以更氧化的形式-水来。
从海底到深海的霓虹灯
为了找出关于行星形成和气体传递的三种相互竞争的观点中哪一种是正确的，Williams和MukHopadhyay精确地测量了行星形成时被困在地球地幔中的氖同位素的比率。氖有三种同位素，氖-20，21和22。这三者都是稳定和非放射性的，但氖-21是由铀的放射性衰变形成的.因此，自行星形成以来，地球上的氖-20和22的数量一直是稳定的，并且将永远保持稳定，但随着时间的推移，氖-21慢慢地累积起来。据预测，地球形成的三种情况下，霓虹灯-20与氖-22的比例是不同的。
他们最接近地幔的地方是海床上被称为枕头玄武岩的岩石。这些玻璃状岩石是从地球深处流出并冷却到海洋中的流的残骸，后来由罗德岛大学(UniversityofRhodeIsland)领导的钻探探险队收集，这使得其他科学家可以利用它收集到的东西。
这些气体存在于玄武岩内部的微小气泡中。威廉斯用压力机将玄武岩碎屑压碎在密封的容器中，使气体流入灵敏的质谱仪。
现在是太空部分。先前的研究人员利用来自创世纪任务的数据为“太阳星云”(早期快速形成)模型建立了氖同位素比值，该模型捕捉太阳风的粒子。“辐照粒子”模型的数据来自对月球土壤和陨石的分析。最后，碳质球粒陨石为“晚期吸积”模型提供了数据。
宜居行星的最小尺寸
威廉姆斯说，他们发现的同位素比率远高于“辐照粒子”或“晚期吸积”模型的同位素比值，并支持快速早期形成。
威廉姆斯说：“这是一个明确的迹象，表明深部地幔中存在星云霓虹灯。”
记住，霓虹灯是其他挥发性化合物的标志。氢、水、二氧化碳和氮会同时凝结到地球上-据我们所知，所有这些成分都会构成一个适宜居住的星球。
研究结果表明，要吸收这些重要的化合物，一颗行星必须在太阳星云消散之前达到一定的大小-相当于火星大小或稍大一点。威廉斯说，对其他太阳系的观测表明，这需要大约两三百万年的时间。
同样的过程会发生在其他恒星周围吗？研究人员说，智利阿塔卡马大毫米波阵列(简称ALMA)的观测表明，它确实存在。
ALMA使用66个射电望远镜组成的阵列，作为一个单一的仪器来成像宇宙中的尘埃和气体。它可以看到附近一些恒星周围形成的尘埃和气体形成的行星盘。在某些情况下，在尘埃已经耗尽的圆盘中有暗带。
威廉姆斯说：“有几种方法可以将尘埃从圆盘中排出，其中之一是它们正在形成行星。”
“我们可以在其他太阳系的气盘中观察到行星的形成，而我们自己的太阳系也有类似的记录保存在地球内部，”MukHopadhyay说。“这可能是一种常见的方法行星在别处形成“
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