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太陽系內的行星為什麽都在同一平面上旋轉?

2024-04-26科學

看著那個精細的太陽系模型,有人可能會有這樣一個疑惑:那個閃閃發光的太陽,還有那些各有特色的星球,甚至那些碎小的,卻又不可忽視的小行星,它們好像都巧妙地排列在一個近乎躺在一張床上似的的軌域上。這到底是單純的湊巧呢,還是藏著什麽宇宙秘密?如果想解開這個謎團,咱們得回到大約45億年前,看看那個時候太陽系剛出生的樣子。

那時候,太陽系還只是一個巨大的,充滿了灰塵和氣體的漩渦雲,它的直徑竟然有驚人的12,000天文單位(一個天文單位就是地球到太陽的平均距離,也就是1.5億公裏)。雖然它主要是由微不足道的塵埃和氣體組成的,但是因為它實在太大了,所以在自己的重量下,這個原始的雲團不得不開始收縮和聚集起來。

隨著這個巨大的旋轉收縮,雲團變得越來越扁平,就像一個熟練的披薩師傅把面團扔上天,然後旋轉,最後變成一個又薄又寬的餅。在這個越來越扁平的氣體海洋中間,大量的氣體分子在極高的溫度和壓力下開始進行以前從未見過的化學反應:氫氣和氦氣的原子開始融合,引發了一場持續幾十億年的核能狂歡。

於是,一顆年輕的恒星——也就是我們的太陽——就在這個宇宙的熔爐中誕生了。在接下來的5千萬年裏,太陽就像是餓狼一樣吸收周圍的氣體和塵埃,同時釋放出大量的熱和輻射,它的體積和能量不斷增加。就像甜甜圈中間的糖心,太陽的出現讓它周圍的空間變得越來越清晰。

同時,隨著太陽的快速長大,周圍的氣體雲也在繼續收縮,圍繞著新誕生的恒星形成了一個越來越扁平,而且越來越大的圓盤結構。科學家哈基吉普爾說,這個叫做原行星盤的東西,它的直徑可以達到好幾千天文單位,但是它的厚度只有直徑的十分之一,真的是非常扁平。

在接下來的幾千萬年裏,原行星盤裏面的塵埃顆粒慢慢地轉啊轉,有時候還會撞在一起。這些撞擊有時候會讓顆粒粘在一起,從只有微米那麽大的塵埃顆粒,慢慢變成幾毫米長的大顆粒,再變成幾厘米長的小石頭。這些石頭在無數次的碰撞和結合中,漸漸地堆積成了巨大的天體。當這些天體的質素足夠大的時候,強大的重力就開始發揮作用,把它們塑造成了我們熟悉的球形,也就是我們知道的行星、矮行星和衛星。相比之下,小行星、彗星和一些小的衛星之類的其他天體,因為形成的條件不一樣,所以它們的形狀通常比較奇怪。

雖然這些天體在大小、性質、離太陽的遠近等等方面都有很大的差別,但是它們幾乎都在同一個平面上,這是因為它們都是由同一個原行星盤裏面的物質形成的。這也就解釋了為什麽我們現在看到的太陽系裏的8個大行星、無數的衛星和很多小行星,都在差不多在一個平面上,繞著太陽這個大家都知道的中心有規律地轉動。這個現象並不是偶然的,而是深深地藏在宇宙創造規則裏面的必然結果,是太陽系演化過程的真實寫照,也是我們了解宇宙秩序和和諧的一扇很重要的窗戶。#太陽系#