答:为什么太阳系会形成岩石和气体两种行星?
上期我们讲到,最近,法国PSL大学的科研团队利用欧洲南方天文台(ESO)设在利智的超大望远镜观察发现,在距地球520光年的御夫座AB星附近,围绕中心的恒星,有“一团巨大的火焰旋涡”,并被认为这是行星诞生时,气体和尘埃围绕恒星形成的巨大螺旋结构。
我们的太阳系也包含许多行星,其中就包括地球。现在的理论认为,我们太阳系中的八大行星也是在太阳形成过程中随之产生的。不过太阳系中的行星很明显有两类,一类是岩石的,包括水星、金星、地球、火星,被称为类地(地球)行星;一类是气态的,包括木星。土星、天王星、海王星,被称为类木(木星)行星。
根据理论假说,太阳系在约46亿年前是一片巨大分子云,在引力作用下坍缩逐渐形成中性庞大的太阳,并在形成中剩下的气体和尘埃形成了圆盘状云。这些尘埃颗粒通过直接收缩,形成大大小小的块状物, 然后它们互相碰撞形成更大尺寸的“微行星”,直径可能约有5公里。这些微行星通过进一步相撞逐渐加大,渐渐形成了行星、卫星、陨星和其他小型天体的太阳系天体系统。
在这个过程当中,首要的过程是先形成星球的“核”。宇宙当中,随着与太阳距离由近到远,温度会从高到底不断下降。在距离太阳较近的范围,大约是3-4倍的日地距离以内,温度较高,宇宙中那些挥发的物质如水、甲烷分子不会凝结,只能以高熔点的物质形成石质的微行星,微行星较小,再发展成类似地球的固态行星——水星、金星、地球和火星;在这个距离以外,宇宙中那些挥发的物质如水、甲烷分子等会凝结成固态,这些物质汇合形成的微行星可以形成的很大,引力也大,以它们为核心,足以俘获氢和氦这些最轻和最丰富的气体元素,最后形成木星、土星、天王星和海王星这样巨大的气态行星。
太阳系中有一条名为“雪线”的分界线,雪线内的冰会被太阳的热量蒸发,而雪线外则不会。因此,位于雪线外的原行星除了岩石之外,还保留了大量的冰。拥有大量冰导致原行星的质量远超内侧的岩石行星
,并且因此可以吸积大量气体最后化为气态巨行星。此外,由于构成气态行星的氢是最轻的元素,在内侧也很容易因太阳的热量而逃逸,而外侧则基本没有这个问题。因此,岩石行星都在内太阳系而气态行星都在外太阳系。木星似乎占据了太阳系资源最丰富的位置,因此能变得非常大,土星次之。而天王星和海王星由于太靠外,没有什么气体,主体依旧是冰。至于太阳系外存在的热木星(靠近恒星的气态行星)
受太阳系不同质量的行星引力场的强弱不同影响,天体初态也都只是气体和岩质尘埃,聚集到一定规模成为小行星,随着天体运动,不断的聚集碰撞融合成为行星。
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- 编辑:王虹
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