太阳系是怎样构成的？

诗人路漫漫漫r

任何关于太阳系构成的理论都必须解释至少以下两个现象：第一个，除了冥王星以外的所有行星的运行，都在同一个平面（黄道平面）；第二个，内圈的四个行星小并且是由岩石构成的，而外圈的四个行星大并且是含气的。关于这个现象的解释最合理的一个理论是“偏心盘”模型。

大多数人认为太阳是由于星际气体云的坍缩所构成的，最原始的云可能是现在太阳系的几千倍大。最初这种云的运行速度是很慢的（可能有一些云的运转速度几乎就是零），之后，随着这些云的坍缩，运转速度就开始变快了（就像一个溜冰运动员把自己的手臂放到身体的一侧后就会旋转的更快——这个原理被称为动量矩守恒）。但是以上所述的这种坍缩的过程并不是百分之百高效的，因此有一些物质并没有形成原太阳，这些运转的气体则被遗留下来进入了另一个盘。

除了气体，这些星际云也包含有尘土。因此，旋转圆盘是由尘粒和气体所构成的。在构成这个盘的过程中或者是在盘的形成之后，这些尘粒开始碰撞并且粘合在一起。起初的粘合物是非常小的，而碰撞的尘粒粘合之后（就是我们所说的“聚积”过程）便开始形成更大的尘粒。这个聚积的过程是持续不断的并且伴随着大的尘粒聚积形成小的砾石，小的砾石聚积构成的大的砾石，而这些大的砾石则又构成岩石，岩石构成巨石等这样一个过程。

起初这样的一个过程是非常随意的：两个尘粒碰撞的条件是只要它们运行的轨道有交叉就行了，但是后来随着粒子的变大，它们施加了一个更大的引力来吸引更小的粒子来到它们身边。因此，一旦这个“聚积”开始了，这个过程就会不断地加速。

这个坍缩过程本身就会产生相当大的热量，再者，随着太阳的体型不断地增大，到了其中某一个程度时，它核心的聚变反应会很好的保持下来。最终的结果便是在这个盘的中间有一个热源：而盘的内部则比外部暖和。

在盘的内部，只有那些在高温下仍然可以维持固体状态的物质可以构成行星，也就是说，这些尘粒是由硅、铁、镍等一些物质构成的，因为这些物质能够互相积聚然后构成岩石。离早期的太阳越远这个盘的温度也就越冷，那里不仅有尘粒而且还有雪花——而那些冰碎片的构成主要是水、甲烷以及氨。在盘的外部，不仅尘粒可以积聚构成岩石，这些雪花也可以积聚构成雪球。

水、甲烷、氨和那些由硅、铁组成的物质比较起来的话，储存量还是很丰富的。在太阳系的内部，只有岩石可以维持固体的形态，因此我们推断内圈都是一些体积较小的行星。而在太阳系的外部，岩石和冰都可以维持固态，因此我们推断外圈的行星体积都较大。（含气行星的物质构成不仅仅来自于那些储存丰富的物质，也来自于那些原材料，只要比较地球和木星的运行轨道大小就可以推断出来了）。

而对于那些巨大行星的构成，尤其是木星和土星，则需要额外的解释，最近的猜想认为它们的构成是一个不受控制的过程。它们一开始的积聚是非常缓慢的，并且最初都是由岩石构成的。但是，一旦它们的体积达到地球的10到15倍后，它们的万有引力就非常的大以至于它们不仅可以吸引周围的岩石和雪球，还有那些盘里没有结成冰的气体。随着它们吸引的物质越多，它们的外有引力就开始增大。因此它们吸引的物质越多，它们的万有引力也就越大，最终的结果就是一个无法控制的积聚过程继而形成一个非常大的行星。

关于木星构成的设想有一个问题，就是设想中提出的木星构成所需要的时间比这个盘所能生存的时间还要长，传统的设想认为木星需要几百万年才能形成。因此艾伦·博斯（参考杂志：2000, Astrophysical Journal, vol. 536, p. L101）指出关于木星构成的传统理论模型是错误的，他的研究工作表明巨大的行星也许也可以由盘里小的不稳定的石块构成。不同于传统模型的“自下而上”，他的“自上而下”的理论认为盘里的某个区域会变得非常不稳定并且倒塌的很快，也许几百年的时间内便可以形成一个巨大行星。

寻找其他恒星周围的行星的这个过程的也让我们获得了一些其他结果，我们意识到了这个模型并不需要行星一直在同一个轨道运行，就像现在的宇宙一样。行星之间的相互作用，尤其是巨大行星之间的相互作用，以及盘本身的物质可能会导致“行星迁移”。那些巨大行星在它们的形成过程当中，相对于一开始的位置而言，可能会向外或者向内迁移。

如果行星真的可以在它们的形成过程当中或者形成不久之后发生迁移的话，那么这就很容易解释天王星和海王星的存在了。关于以上模型的简单猜想遇到了一个略微令人尴尬的问题：天王星和海王星的构成所需的时间比太阳系的年龄还要大，但是如果这些行星构成的时候之间的距离都是非常近的，之后再开始向外圈移动，那么就很容易理解为什么天王星和海王星现在离太阳的位置是这么一个距离了。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Joseph Lazio-此岸，彼岸

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