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太阳系起源现状:未解之谜和解谜进展

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于已有的太阳系理论,今天的大部分科学家理应感到欣慰,只是还有几个关于太阳系起源的问题仍未解决。实验室实验、天文观察和计算机模拟都在试图解开这个问题的谜底。另一个让人百思不得其解的问题就是,已完全成形的行星究竟是如何和它们各自的原行星盘发生作用的。行星向恒星移动可能基于以下两个原因:行星及其原行星盘之间的引力作用,以及不同行星之间的引力作用。

太阳系起源现状:未解之谜和解谜进展

对于已有的太阳系理论,今天的大部分科学家理应感到欣慰,只是还有几个关于太阳系起源的问题仍未解决。新消息不断出现,新发现偶尔也会打破我们已有的认知,我们的观念也会随之产生改变,这是科学的本质。尽管前路难料,但有几个残留的难题倒是有望能在不久的将来得到解决。

其中一个最难回答的问题就是,太阳星云里的尘埃和小颗粒是如何发展成为山一般大小的星子的,星子是质量大到其引力能够将自己压实并吸积外来物质的一种天体。这个问题可以说是重中之重,因为后面的行星形成步骤都是以它为基础的。实验室实验、天文观察和计算机模拟都在试图解开这个问题的谜底。解决这个问题也许需要更好地了解颗粒物是如何在低引力环境下与气体反应的。在第8章中我们提到科学家最近已经发现了在真正的原行星盘中尘埃粒子成长的两种方式,幸运的话,下一个突破性进展也许就在不远的将来。

另一个让人百思不得其解的问题就是,已完全成形的行星究竟是如何和它们各自的原行星盘发生作用的。和前面的问题相反,这个问题涉及的主体要大得多。系外行星被发现时的一个大惊喜是,许多系外行星和它们对应恒星的距离非常近。据理论模型推断,这些行星一定是在更远的地方形成再向内迁移的。行星向恒星移动可能基于以下两个原因:行星及其原行星盘之间的引力作用,以及不同行星之间的引力作用。但究竟哪一个占得比较多,或者说行星迁移以何种程度塑造行星系和太阳系,我们还不得而知。(www.xing528.com)

我们还知道发生在太阳系内的第三种迁移,这是由巨行星和残留星子的引力作用引起的。这些迁移行为也影响了今天外太阳系小天体的轨道分布。遗憾的是,我们不知道它是什么时候发生的。如果是近期才发生的,那么它有可能就是引起39亿年前月球和其他内太阳系行星强烈撞击的起因。这个问题非常有趣,因为地球上最早的生命迹象就是在这次撞击后出现的,这两件事不太可能是巧合。

今天行星轨道的间隔保证了它们的稳定性。如果行星距离太近的话,它们就会变得不稳定,其中两个或更多个行星会发生撞击。还有一点我们还不太确定,那就是行星是如何发展成如今的大小的。为什么地球和金星比它们相邻的火星和水星大那么多?为什么木星土星都大得足以吸积太阳星云的气体,而前者的质量却是后者的大约三倍?这些问题的答案我们现在还没有找到,但有线索表明,行星的质量不仅取决于该行星附近发生的事件,也在同样程度上取决于太阳系中其他地方发生的事件。例如,最近的计算机模拟显示,如果木星的形成时间比土星早,那么土星的成长将会永远受限,无法成长到像木星一样大。

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