行星是怎样形成的?行星的排序有什么规律吗?天文学家给你答案
图解:我们太阳系拥有着各种各样的行星
试想一下,地球和它的行星兄弟们最初不过是宇宙中的尘埃,会不会感到震惊。没错,天文学家都认为这确实发生在45亿年前。那时我们的太阳也只是刚刚诞生的原恒星(protostar),通过引力不断聚集更多的物质,并逐渐启动其内部的核聚变。这时没有太阳系,只有一个巨大的,不断旋转的粒子云,被称为太阳星云(solar nebula)。
为了弄清楚这些剩余的气体和尘埃是如何形成行星的,天文学家们对太阳系的结构进行了大量的研究来探寻线索。他们同时也研究了远方其它年轻的恒星系,它们仍处于不同的发展阶段。
随着太阳的形成,剩余的气体和尘埃变成了一个旋转的原行星盘(protoplanetary disk),在这些旋转的碎片中,岩石粒子开始碰撞,形成了更大质量的颗粒,并通过引力吸引了更多的粒子。这些粒子在引力下收缩形成星子(planetesimals),这些星子相互碰撞从而形成了固体的太阳系内层行星。同样的,气体凝结成巨大的球体形成外层的气态巨行星。
为什么岩质行星离太阳较近而气态巨行星离太阳较远呢?一个理论认为是因为太阳风,太阳风是从恒星发出的稳定的等离子体流,最初的太阳风远比今天强大,强大到将氢和氦等较轻元素吹离内层轨道。当这些元素到达外层轨道时,太阳风减弱,外层行星引力很快将他们捕获,使它们膨胀到现在的形状:冰和岩石构成的固态内核,覆盖着稠密气体。
这个行星形成理论是假定气态巨行星总是出现在恒星系的外层轨道。然后,在1995年天文学家们发现了飞马座51b(51 Pegasi b),是一个热木星,或者说是一个气态巨行星出现在距它恒星非常近的轨道上。这个发现需要一个新的理论,主要是说气态巨行星必须诞生在远离中央恒星的地方,之后逐渐迁移到内层轨道。
天文学家关于轨道迁移的理论,是说行星迁移是与其他天体引力相互拉锯的结果,其过程需要上亿年的时间,这段旅程也会摧毁它路径上所有较小的内部行星。
我们对其它恒星系结构了解的越多,我们太阳系行星的形成也就了解的越多。
相关天文知识
太阳系的形成和演化是在46亿年前开始的,巨大的分子云中一小部分开始重力塌缩。大部分塌缩的物质聚集在中心形成太阳,其余的聚集在一个平面内形成一个原行星盘,行星、卫星、小行星和太阳系其它小天体都是在其中形成的。
这个理论被称为星云假说,由18世纪的伊曼纽尔
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- 编辑:兰心
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