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太阳系是如何形成的?

2024-07-07科学

太阳系是我们的家园,我们的活动空间。目前只有旅行者1号和2号 携带金唱片、先驱者10号和11号带着金饰板,到达了太阳系之外。那么太阳系是如何形成的?

太阳系外的人造卫星

先驱者10号和11号带着的金饰板

旅行者1号和2号上的金唱片

一、太阳如何形成?

太阳系形成的标准理论是 星云假说。

4 6亿年前,一片巨大分子云开始引力坍缩。大多质量集中在中心,形成 太阳 ,其余摊平形成原行星盘,形成 行星、卫星、陨石、小行星 等。

太阳是恒星,恒星形成于星云的引力塌缩。 在引力作用下,分子云局部区域开始坍缩,形成一个旋转的原太阳星云(protostellar nebula)。 随着云气体的旋转和坍缩,角动量守恒导致形成一个扁平的旋转盘,即原行星盘(protoplanetary disk),中央区域逐渐形成原恒星(proto-Sun)。

随着坍缩继续,原恒星核心温度和压力不断上升。 当核心温度达到数百万度时,氢核聚变反应开始,释放出大量能量,形成年轻的 太阳

恒星到底是个什么东西?从哪来,到哪去?

二、行星如何形成

行星形成假说是 吸积

原行星盘中的尘埃颗粒在相互碰撞和静电作用下凝聚,形成微米级的微行星(micrometeoroids)。

微行星继续碰撞和黏合,形成较大的天体——行星胚胎(planetesimals),直径可达数千公里。

行行星胚胎在引力作用下互相吸引和碰撞,逐渐合并形成原行星(protoplanets)。

在碰撞和放射性衰变产生的热量作用下,原行星内部发生分化,重元素沉降形成核心,轻元素上浮形成 地幔和地壳

三、行星的分化

类地行星 :在靠近太阳的区域,高温导致挥发性物质(如水、氨等)挥发,只剩下岩石和金属物质,形成了类地行星(如地球、火星、金星和水星)。

巨行星 :在距离太阳较远的区域,温度较低,气体和冰物质能够凝聚,形成巨大的气态行星(如木星和土星)和冰巨星(如天王星和海王星)。巨行星形成后,其引力场吸引并捕获了大量气体和尘埃,形成了复杂的卫星和环系统。

行星和巨行星通过引力作用清理其轨道附近的残余物质,一部分物质被吸积到行星上,一部分被抛射出太阳系,形成 小行星带和柯伊伯带

经过数亿年的演化和碰撞,太阳系逐渐稳定下来,形成了今天我们所见的行星、卫星、小行星和彗星系统。