美媒:太陽系的形成存在偶然性,初期景象非常“混亂”

近日,美國雜誌DISCOVER網站發文:Our Solar System's Formation Was Alot Messier Than You Think(我們太陽系的形成比你想象的要混亂得多)。文章稱,現在各個行星都運行在自己的軌道上,太陽系看起來井然有序,但在形成初期整個太陽系非常“混亂”。太陽作為恆星大約形成於50億年前,而太陽系內的行星出現的時間稍晚。

美媒:太陽系的形成存在偶然性,初期景象非常“混亂”

文章稱,太陽系的形成有一定的偶然性,在形成初期它是混亂的,但隨著時間的推移,太陽系經歷了漫長的演變過程,我們現在看到的太陽系是穩定後的狀態。

從混亂中創造秩序

文章稱,任何恆星系統都是從一個巨大的“氣體盤”開始衍化的,先是在盤的中心形成了一個小恆星。恆星吸收了這個圓盤上的絕大部分物質,但還剩下一些。這些殘餘物合併成塵埃顆粒,最終形成行星。與此同時,形成的恆星開始發光,產生太陽風,並釋放剩餘的氣體。

美媒:太陽系的形成存在偶然性,初期景象非常“混亂”

文章稱,距離恆星越近的行星往往越小,這是因為恆星干擾了它們的引力,這使得他們很難接觸和捕獲更多的物質。而在更遠的地方,氣體巨行星會形成,吸收大量的氫氣和氦氣。例如在太陽系裡,火星距離太陽很近,並且小得令人懷疑,為什麼在太陽系中間會有小行星帶呢?

我們還知道,地球在其早期歷史中曾被某種巨大的物體撞擊過,儘管它的來源仍然是個謎。文章稱,受此撞擊的影響,我們地球損失的物質最後有可能變成了現在的月球,結果證明月球對地球上的生物有非常積極的意義。

行星不會停留在一個地方

文章稱,宇宙中的很多事件都是隨機的並且看上去不那麼完美。例如行星,在形成初期它們的軌道都是不穩定的,偶爾這種“不穩定”意味著行星會相互碰撞,但這並不經常發生。更常見的是,行星不是相互碰撞,而是相互接近,因此引力和動量將使它們的軌道傾斜,這就是我們所說的“彈弓效應”。

美媒:太陽系的形成存在偶然性,初期景象非常“混亂”

我們的航天器通常會利用這種“彈弓效應”,這給人類帶來很好的效益。但“彈弓效應”有時也會導致一些災難性的後果。例如,在宇宙中存在一些“流氓行星”,它們不依附於任何可識別的恆星,並且沒有固定的運行軌跡,它們始終漂浮在太空中,並可能會突然闖入某個星系,然後撞擊那裡的行星。儘管證據已經無處可尋,但科學家們還是猜測,我們的地球就曾遭遇過“流氓行星”的襲擊,並創造出了月球。

文章稱,在太陽系形成早期,我們的太陽還沒有把所有多餘的氣體都吹走。木星繞著太陽公轉,與這些氣體相互作用,並開始失去角動量並螺旋上升。當它向太陽移動的時候,它靠近了另一個行星——火星,並吸收了本應屬於這顆紅色星球的物質。這可以解釋為什麼火星的物質最終比地球少,火星有一個更大的軌道,理論上應該有足夠的物質來讓它變得更大。

美媒:太陽系的形成存在偶然性,初期景象非常“混亂”

由於體積巨大,木星和土星在今天的太陽系中仍然有很大的影響力。研究人員認為,很有可能在億萬年前,當木星以“螺旋狀”地形式朝向太陽時,土星也加入進來。隨後,這兩顆行星被鎖定在一種“共振中”,這種共振對它們周圍的物體產生更強的引力。這樣的引力推力可能會把海王星推得更遠,從而將冰冷的“柯伊伯帶”天體向內散射。木星隨後將這些天體拋向四面八方,形成了至今仍環繞著我們的奧爾特雲。

離家看得更遠

文章稱,自從幾十年前發現太陽系外的第一顆行星以來,人類對宇宙中其他星系有了更多的認知。相對來說,我們的地球看起來都很獨特,因為在其他星系裡很難看到像地球這麼小的行星,在離太陽這麼遠的軌道上運行。

美媒:太陽系的形成存在偶然性,初期景象非常“混亂”

除了地球,太陽系的其他行星也不同尋常。例如,天文學家發現了很多和木星體積相似的大型氣態行星,不同的是它們離恆星的距離更近,也因此更熱,它們被稱作“熱木星”。

自第一次發現熱木星以來,科學家們一直很困惑。通常情況下,在熾熱的恆星旁邊形成一個巨大的氣體球在物理學上是沒有意義的。恆星剝離這些氣體的速度會快於這顆新生行星的引力將其拉近的速度。

文章最後稱,儘管人類現在可以瞭解到一些幾十光年外的信息,但“近在咫尺”的太陽系依然有很多謎團沒有解開。由於我們沒有“攝像頭”能拍攝到很久以前太陽系的畫面,因此研究人員很難“證明”其中的任何一個猜測。但是我們對宇宙瞭解越多,我們就越能發現更多的證據來證明太陽系是多麼獨特。


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