 太陽系。維基百科 今天的太陽系，看上去是一個相當規(guī)整的地方。大約50億年前，太陽率先形成，稍后，行星出現(xiàn)。這些行星按照離太陽越遠越大，離太陽越遠密度越小的一般規(guī)律，有序地排列在它身邊。 但這僅僅是故事的簡化版，它略去了太陽系形成過程中遭遇的所有動蕩和混亂。大自然最終可能會走向全面的有序，但自然秩序的形成，是由隨機事件觸發(fā)的。太陽系年輕的時候，可是相當狂野不羈的。 故事一開始聽起來倒是蠻祥和的。所有這樣的天體系統(tǒng)起初都是巨大的氣體盤，太陽就在這個盤子的中心。年幼的太陽，以及其他恒星也一樣，會把這個盤子中的大部分物質據(jù)為己有。但總會留下一些。殘留下來的物質慢慢凝聚成塵埃，塵埃變成碎石，碎石變成巨礫，巨礫最終變成行星。  原行星盤示意圖。維基百科 與此同時，太陽的胚胎漸漸成熟，開始發(fā)光。一旦開始發(fā)光，太陽便會產(chǎn)生太陽風，把盤子里較輕的氣體吹走，留下較重的物質。 密度越大的行星離太陽越近，體積也越小。因為它們距離太陽近，軌道半徑小，能夠接觸到的物質相對而言就少。同理，巨大的氣體行星一般都是在離太陽較遠的地方形成的，因為它們有機會攫取更多的氫和氦。  水星。維基百科  金星。維基百科  地球。維基百科  火星。維基百科 但是隱藏在這個老派故事背后的，是另一個更加復雜更加有趣的傳說。太陽系中有許多未解之謎。比如既然太陽系外圍有柯伊伯帶，有奧爾特云，那里有大量物質殘片，是未被行星選中的造星原料，那么在體積不大的火星身邊，在所謂的內(nèi)太陽系當中，為何又存在著一個小行星帶？ 又比如，有的天文學家認為，地球早年曾經(jīng)被一些巨大的天體撞擊過，正是這樣一次撞擊，形成了我們的月球。那么這些天體又是從何而來的？ 自然事件的發(fā)生在一定程度上是隨機的。在太陽系形成之初，行星很有可能會一條不怎么穩(wěn)定的軌道上形成。 不穩(wěn)定，意味著碰撞變得司空見慣。但比起碰撞，引力的互動更為基礎和常見。它們很有可能在互相影響的過程中，進入異常的軌道。這種現(xiàn)象其實就是“引力彈弓”的自然版。 有時候，行星還會被整個甩出太陽系。和地球一起撞出了月球的天體，個頭應該和火星差不多。當年這樣的天體在太陽系中可不止一個。但今天，我們卻一個也找不到了。 這些曾經(jīng)的太陽系成員去哪里了呢？天文學家在銀河中發(fā)現(xiàn)了許多“流浪行星”，它們不受任何恒星的引力束縛，孤獨地在宇宙中逡巡。它們中有一些可能是失敗的恒星；有一些是否曾是我們或其他太陽系家族的成員呢？ 月球的誕生還不是行星曾在太陽系中游走的唯一可能例證。當太陽系還年輕的時候，已經(jīng)成形的木星，在和原行星盤物質相互影響的過程中，會失去動能，回旋著向太陽靠近。  木星。維基百科  土星。維基百科  天王星。維基百科  海王星。維基百科 它會在這個過程中，輕輕地推動它的近鄰——火星，同時將原本有機會被這顆紅色行星利用的物質據(jù)為己有。這或許可以解釋，為什么火星離太陽比地球遠，個頭卻比地球小。因為按常理，它原本可以獲得更多的物質，可以長得更大。 木星在穩(wěn)定在今天的軌道上之前，曾經(jīng)向內(nèi)遷徙到離太陽更近的地方。于是問題又出現(xiàn)了，是什么原因又讓木星返回了太陽系外圍呢？ 許多天文學家認為，當木星向太陽靠近的時候，太陽系的另一個大塊頭——土星也因動能衰減尾隨而至。這兩大行星互相影響，形成了一種所謂的“軌道共振”效應。 木星和土星最終都返回了外太陽系。但這兩個大塊頭的胡作非為，極大地改變了太陽系的運行方式。海王星或許就是在這個過程中，被推到了太陽系的更外圍。而與此同時，柯伊伯帶的冰雪小天體們被拉向內(nèi)側，并被像雪球一樣四處亂扔。  今天，木星在太陽系的行星系統(tǒng)中依然是居有主導地位的。在它的引力影響下，其軌道前后方存在著所謂的“希臘人”和“特洛伊人”兩群小行星。Roen Kelly 這一切雖然都是猜測，但也并非空穴來風。自第一顆系外行星被發(fā)現(xiàn)以來，我們已經(jīng)明白，其他太陽系與我們的太陽系差異實在有些大。 實事求是地講，我們目前僅有的一點點與此有關的知識，一定是帶有偏見的——因為我們只能通過有限的方式，發(fā)現(xiàn)有限的行星，且這種觀察方式，極大地受限于我們的視角。現(xiàn)在我們依然很難發(fā)現(xiàn)其他太陽系中，那些體積和運行方式與我們地球相似的行星。 但即便是那些僅有的巨型系外行星，看起來與我們太陽系的巨行星也有極大的差別。 熾熱木星WASP-17b。ESA 天文學家發(fā)現(xiàn)了大量的“熾熱木星”。這些行星和它們的恒星距離非常近，全是巨大的氣體行星。天文學家也發(fā)現(xiàn)了許多“超級地球”和“迷你海王星”。這些行星在其他太陽系中似乎很常見——但是在我們的太陽系中，卻一個也沒有。 有些天文學家認為，這些現(xiàn)象背后的機制，和我們太陽系是一樣的。這些太陽系中曾經(jīng)發(fā)生過的，在我們的太陽系中也發(fā)生過，只是結局不一樣。我們看到的，可能也是行星遷徙的結果，但是是另一種不同的結果。 天文學家在首次發(fā)現(xiàn)“熾熱木星”的時候，曾經(jīng)感到非常困惑。一個如此巨大的氣體行星，卻又離恒星如此地近，讓人覺得不可思議。這些巨行星無法阻止它們的氣體被恒星剝離，恒星的引力也抓不住這些氣體。結果我們果然在某些行星身上，觀察到了這一現(xiàn)象。行星HD209458b的大氣正在快速地消散，并在它的身后，留下了一道殘留物質的尾跡。 而另一顆“熾熱木星”WASP-17b的運行方向，竟然與其主星的自轉方向相反。這顯然也是一顆有故事的行星。 天文學家同時也注意到，“熾熱木星”在它們所在的太陽系中，大多是孤獨的。而這，或許也是我們的太陽系的命運選項之一——假如土星拖不住木星向太陽靠近，木星在靠近太陽的過程中，很有可能會把太陽系中的其他行星甩出太陽系。 我們不知道，這些“熾熱木星”所在的太陽系過去是否擁有過更多的行星，但是我們知道，這些行星如此靠近它們的太陽，必然會失去許多伙伴。 對于地球來說，如果當初木星成功停留在太陽附近，那么它也有可能會被甩出太陽系。如果當年發(fā)生了這樣的事，那么地球就會變成一顆流浪行星。 我們沒有太陽系過往的影像記錄，因此想要“證實”這一切很難。但我們可以看向宇宙的更深處，那里有無數(shù)個太陽系的樣本。只要我們看得足夠遠。 或許，地球不流浪，是我們足夠幸運。真心希望我們都能一直珍視這份幸運。 參閱： http:///news/2019/01/our-solar-systems-formation-was-a-lot-messier-than-you-think |
|
|
