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「宇宙出生日记」太阳系的诞生历程,太阳成为胜者,主角却是木星

2020-04-06 作者:

(《宇宙诞生日记》)有很多内容。我们将以系列形式介绍它。这是第五期。长度很长。如果你不能一次读完,建议你先把它收集起来,然后再读。感谢您阅读本文!)

根据科学家目前的观察,我们的太阳系是一个巨大的系统,有一颗恒星、八颗行星、无数小天体和星际物质,如小行星、矮行星、彗星等。从内到外的结构是太阳、八大行星、海王星之外的柯伊伯带和奥尔特云,奥尔特云比柯伊伯带更宽。

虽然太阳的直径不到140万公里,但它的影响极其广泛。它的磁场可以影响超过100亿光年,在那里它与宇宙辐射达到平衡,宇宙辐射是太阳的太阳层。前年,有消息说美国宇航局的旅行者2号飞出了太阳系,但实际上它只是飞出了日光层,远离了真正的太阳系边缘。太阳系的边缘应该根据太阳引力的影响范围来计算。据估计,这个范围甚至可能延伸到1光年之外。

如此庞大的系统是如何形成的?今天,让我们进入第五期的“宇宙诞生日记”来探索太阳系的起源。

大约46亿年前,在距离银河系中心26000光年的地方,有大量的星际尘埃和气体。这团星际物质也来自一颗旧恒星。超新星爆炸后,喷出的物质在这里扩散。因此,它用自己的遗骸创造了另一颗伟大的恒星——太阳。

太阳的形成

在这种星际物质的某个区域,有些物质是相对致密的。就像宇宙黑暗时代的波动和银河系的最早形成一样,物质密集的区域具有更大的引力,吸引更多的物质靠近并坍缩,形成更大的引力并吸引更多的物质。在这里,绝大多数物质是氢。

经过大约1500万年的凝结,“氢气球”在不到46亿年前的某个时刻被“点燃”。据说点火不是燃烧而是核聚变。这是什么样的时刻?这是压力和温度都达到标准的时刻。核聚变需要极高的反应条件。最重要的是要有原材料(氢气)和足够的温度和压力。当这个“氢气球”足够大时,内部会形成巨大的压力和极高的温度。那么,它有多大?目前,科学家们还没有得出准确的数字,但只知道太阳质量的6%~8%。

幸运的是,太阳轻易地突破了这个门槛。结果,质量达2000亿吨的巨大“氢弹”引爆了,照亮了整个太阳系。

第一轮比赛

在亿万公里之外的太阳形成过程中,还有一个不断膨胀和发展的“氢气球”,它具有与太阳竞争的巨大潜力。这是木星。

然而,它的增长率显然不如太阳快。最终,太阳以压倒性优势带走了大部分氢,将太阳系中99.86%的物质据为己有。在剩下的0.14%中,光是木星就吞噬了0.1%,只剩下0.04%的物质留给了其他天体。尽管如此,它的质量仍然只有太阳的1/1000。

因为质量太低,木星的内部完全不足以进行自发的核聚变反应,只能以行星的形式围绕太阳旋转。人们给它取了一个悲伤的绰号——失败的王储。

尽管木星在第一轮竞赛中以失败告终,但它从未和解。接下来,这将是一个展示其才能的时刻。

其他行星的形成

此时,已经成为太阳系绝对主宰的太阳已经退到了幕后。在太阳系的舞台上,将上演木星的“单人表演”。

木星形成时,太阳系只有两个天体:它和太阳。在太阳系的其他区域,只有各种各样的石头或金属块和一些小的“氢气球”。像氢这样的轻元素会被太阳风吹走。他们在远离太阳的区域形成了土星、天王星和海王星。相对较重的元素,像台风中的胖子,没有移动,仍然留在太阳系内。在天文学中,除了氢和氦,其他元素被称为“金属元素”,它们形成了今天的水星、金星、地球和火星。

正是这些金属元素的存在让科学家们推测太阳系是从死星诞生的。因为大爆炸后,宇宙中唯一的主要元素是氢、氦和锂。氢聚集在一起形成恒星,恒星融合形成更多的氦,但不会融合成更重的元素。只有在超新星爆发之后,碳、氧,甚至铁、银、金和其他元素才能形成。因此,你手上的钻石或脖子上的金项链都是同一颗古代恒星的遗迹。

因此,从这个角度来看,太阳不是地球的“母亲”,说它是地球的大哥或多或少是一样的。

第二轮

在其他行星形成之后,太阳系今天已经大致成形。然而,如果你认为这是太阳系形成的终点,那你就错了。这时,朱庇特的剑拔出来了,开始挑起事端。

研究表明,木星出生后并没有固定在这个轨道上。由于其他行星的引力,它也一直在摆动。有时,它会更靠近太阳,甚至在最近的时间到达今天的火星的位置。有时候,它会比其他气体行星离太阳更远。

科学家们提出这种推测,不仅是因为计算机模拟有这样一种现象,而且在寻找系外行星时,科学家们发现许多气体巨星都离宿主恒星很近,有些甚至比水星更近。因此,我们有理由相信,在太阳系形成之初,木星、土星和其他天体在进入它们当前的轨道之前,也在太阳系的内侧。

即使当木星穿越太阳系时,整个太阳系的引力场也受到干扰,许多天体都被它的鼻子所引导。就像一条大河向东流,河上的树叶不能停留在原地。

许多小石头开始相互碰撞。太阳系就像一个十字路口,交通标志消失了。车祸不断发生。这个时期被称为太阳系的爆炸时代。

生活的机遇

这种碰撞并不是一件坏事,因为木星引力空清除了一大片区域,小石块或者由于碰撞而结合成小行星,或者直接落到大行星上并融合成一个整体。在此期间,地球也受到小行星的轰击,被吹得面目全非。然而,在这个过程中,大量的水与小天体、彗星等一起撞击地球表面,给今天的地球带来了浩瀚的海洋。

科学家们这样说是因为地球目前的位置太热,在形成过程中无法收集水。如果这是真的,那么显然水是在地球形成之后才出现的。

此外,木星清除了太阳系内部的空至空,减少了小天体的数量。如果没有这个过程,我们现在可能每天都生活在小行星的威胁下,很难说很久以前地球上的生物是否已经被它们灭绝了。

与此同时,一些科学家认为,地球上的有机物不一定是地球的“特殊土产”,而是可能由小天体带来的。更重要的是,许多人认为即使最早的生命也来自宇宙,这就是外面的生命理论,或宇宙生命轮。

被流放的冰巨星

不仅太阳系内部的小天体受到严重影响,就连天王星和海王星这样的冰巨人也无法孤立。

科学家指出,起初海王星更靠近天王星。然而,在木星和土星的共同作用下,这两个冰巨人被驱逐并在途中交换了位置。在这个过程中,它们的轨道偏心率增加了。

该地区受新轨道干扰的小天体。它们中的一些进入了太阳系并撞击了地球,带来了水甚至有机物,而另一些则被驱赶到更远的地方,形成了今天的柯伊伯带。

美国西南研究所的天文学家大卫·内斯沃尼说:在早期太阳系,行星比现在多得多。他的模拟结果显示,许多像天王星或海王星这样的冰巨人将在太阳系形成期间形成,但他们没有这么好的运气,最终被驱逐出太阳系,成为宇宙中最孤独的行星。

可以想象,太阳系的早期只是国际争端的宇宙版本。天体相互作用,有些成功,有些永远消失,有些完全消失...

天体的消失一直是科学家们非常头痛的问题。它们深深地影响了太阳系,但是它们已经消失得无影无踪,只留下无数未解之谜,使得许多当前的天文现象无法解释。我们很难再找到他们的踪迹。我们只能从现在的天体上找到他们的遗骸。

在太阳系形成的早期,很有可能有一颗行星引起了巨浪,改变了太阳系的命运,最终完全消失,给人类留下了许多困惑。那么,这个星球是谁?它如何改变太阳系的命运?我们将在第六期“宇宙诞生日记”中为你解答。如果你感兴趣,别忘了注意我。~我们从大爆炸开始,一起旅行到100亿年后~

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