銀河系早期的秩序
太陽系平衡的歷史追溯
要回答這個(gè)問題，我們必須回到過去。
顯示圍繞太陽運(yùn)行的行星(從內(nèi)到外):水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。(圖片來源：蓋蒂圖片社，科學(xué)圖庫/馬克?加利克)
如果你曾經(jīng)觀察過太陽系的模型，你可能會注意到太陽、行星、衛(wèi)星和小行星大致位于同一個(gè)平面上。但是為什么呢?
要回答這個(gè)問題，我們必須追溯到太陽系誕生之初，大約45億年前。
夏威夷大學(xué)瑪諾阿主校校區(qū)的天文學(xué)家納德?哈希普爾告訴生命科學(xué)網(wǎng)，那時(shí)的太陽系只是一個(gè)巨大的、旋轉(zhuǎn)的塵埃和氣體云。這片巨大的云的直徑為12000天文單位( AU);1 AU是地球和太陽之間的平均距離，約為9300萬英里(1.5億公里)。哈希普爾說，這團(tuán)云變得如此之大，以至于盡管它充滿了灰塵和氣體分子，但云本身開始在自己的質(zhì)量下坍縮。
隨著旋轉(zhuǎn)的塵埃和氣體云開始坍塌，它也逐漸變平。想象一下，一個(gè)披薩師傅把一塊旋轉(zhuǎn)的面團(tuán)拋向空中。面團(tuán)一邊旋轉(zhuǎn)一邊膨脹，變得越來越薄、越來越平。這就是發(fā)生在早期的太陽系。
與此同時(shí)，在這個(gè)不斷扁平化的云團(tuán)中心，所有的氣體分子都被擠壓在一起，它們被加熱了，哈希普爾說。在巨大的熱量和壓力下，氫原子和氦原子(打開了新標(biāo)簽)融合并啟動了一場長達(dá)數(shù)十億年的核反應(yīng)，形成了一顆新生恒星：太陽。在接下來的5000萬年里，太陽繼續(xù)生長，從周圍聚集氣體和灰塵，發(fā)出強(qiáng)烈的熱量和輻射波。慢慢地，日增月長的太陽清除了周圍一片片廣袤的空間。
隨著太陽日益增長，云團(tuán)繼續(xù)坍縮，形成了“一個(gè)圍繞恒星的氣狀圓盤，它變得越來越平，并以太陽為中心不斷膨脹，”哈希普爾說。
最終，星云變成了一個(gè)扁平的結(jié)構(gòu)，被稱為原行星盤，圍繞著年輕的恒星運(yùn)行。哈希普爾說，這個(gè)圓盤橫跨數(shù)百個(gè)天文單位，厚度只有這個(gè)距離的十分之一。
此后的數(shù)千萬年里，原行星盤中的塵埃粒子緩慢地旋轉(zhuǎn)著，偶爾出現(xiàn)相互碰撞，甚至，粒子粘在一起。經(jīng)過數(shù)百萬年的時(shí)間，這些顆粒變成了直徑達(dá)毫米的顆粒，這些顆又變成了厘米長的鵝卵石，而這些鵝卵石繼續(xù)碰撞并粘在一起。
最終，原行星盤中的大部分物質(zhì)粘在一起，形成了巨大的物體。其中一些天體變得如此之大，在重力影響下形成球形行星、矮行星和衛(wèi)星。其他物體的形狀則不十分規(guī)則，比如小行星、彗星和一些小衛(wèi)星。
盡管這些物體的大小不同，但大致停留在同一平面上，這里是它們的發(fā)源地。即使在今天，太陽系的八大行星和其他天體運(yùn)行依然在大致相同的水平上。
相關(guān)知識
太陽系的形成和演化始于46億年前一片巨大分子云中一小塊的引力坍縮。大多坍縮的質(zhì)量集中在中心，形成了太陽，其余部分?jǐn)偲讲⑿纬闪艘粋€(gè)原行星盤，繼而形成了行星、衛(wèi)星、隕星和其他小型的太陽系天體系統(tǒng)。這被稱為星云假說的廣泛接受模型，最早是由18世紀(jì)的伊曼紐·斯威登堡、伊曼努爾·康德和拉普拉斯侯爵皮耶-西蒙提出。
其隨后的發(fā)展與天文學(xué)、物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)和行星學(xué)等多種科學(xué)領(lǐng)域相互交織。自1950年代太空時(shí)代降臨，以及1990年代太陽系外行星的發(fā)現(xiàn)，此模型在解釋新發(fā)現(xiàn)的過程中受到挑戰(zhàn)又被進(jìn)一步完善化。從形成開始至今，太陽系經(jīng)歷了相當(dāng)大的變化。有很多衛(wèi)星由環(huán)繞其母星氣體與塵埃組成的星盤中形成，其他的衛(wèi)星據(jù)信是俘獲而來，或者來自于巨大的碰撞（地球的衛(wèi)星月球?qū)俅饲闆r）。
天體間的碰撞至今都持續(xù)發(fā)生，并為太陽系演化的中心。行星的位置經(jīng)常遷移，某些行星間已經(jīng)彼此易位[1]。這種行星遷移現(xiàn)在被認(rèn)為對太陽系早期演化起負(fù)擔(dān)起絕大部分的作用。就如同太陽和行星的出生一樣，它們最終將滅亡。
大約50億年后，太陽會冷卻并向外膨脹超過現(xiàn)在的直徑很多倍（成為一個(gè)紅巨星），拋去它的外層成為行星狀星云，并留下被稱為白矮星的恒星殘骸。在遙遠(yuǎn)的未來，太陽的環(huán)繞行星會逐漸被經(jīng)過的恒星的引力卷走。它們中的一些會被毀掉，另一些則會被拋向星際間的太空。最終，數(shù)萬億年之后，太陽終將會獨(dú)自一個(gè)，不再有其它天體在太陽系軌道上[2]。
BY: JoAnna Wendel
FY: Jane
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