太阳系是怎样形成的？

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太阳系是怎样形成的？

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根据天文学家目前广为接受的“星云假说”，我们的太阳系诞生于一片巨大的分子气体和尘埃云——太阳星云。大约45.7亿年前，出于某种原因，这片星云开始坍缩。这可能是有颗恒星从附近经过或者被超新星冲击波击中的结果，但最终的结果是星云中心出现引力坍缩。

太阳星云的主要成分为氢和氦，以及少量的重元素（来自上一代死亡的恒星）。随着星云的坍缩，分子气体和尘埃云逐渐聚集到引力坍缩的中心，角动量守恒使其开始旋转，同时压力增加导致其升温。大多数星云材料最终都聚集到中心球体，而其余的物质都被压扁，围绕中心旋转。当中心球体形成原始太阳时，其余的材料将形成原行星盘。


由于原始太阳附近的温度较高，只有金属和硅酸盐才能以固体形式存在于太阳周围，它们最终形成了水星、金星、地球和火星四颗岩质行星。因为重元素只占太阳星云的很小一部分，所以岩质行星的个头较小。

大部分的残余太阳星云被驱散到远离原始太阳的地方，它们最终形成了木星、土星、天王星和海王星四颗气态巨行星。剩下没有形成行星的残余碎片聚集到火星与木星之间的小行星带、柯伊柏带以及奥尔特云等区域。

在5000万年之内，原恒星中心的氢的压力和密度已经足够大，足以使它开始热核聚变。温度、反应速率、压力和密度逐渐增加，直至到达到流体静力平衡。此时，太阳成为了主序星。太阳释放出的太阳风创造了笼罩整个太阳系的日球层，并把原行星盘的剩余气体和尘埃扫除到星际空间之中，结束了行星形成过程。

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关于太阳系的形成，目前广泛被接受在星云假说形成理论（或者称为星云假说），太阳和行星均产生于气体云和尘埃。太阳星云因中心引力坍塌，形成太阳，剩下的尘埃和气体被压扁成一个圆盘围绕着它。地球和其他类地行星（水星、金星和火星）都是更接近太阳的硅酸盐矿物和金属吸积而成。至于气体巨星的形成却有不同的理论解释。如核心吸积理论，气态巨行星也是固体物质吸积形成足够大的固体核，再吸积周围的气体。

另一个理论，盘不稳定性理论认为气态巨行星在气体和尘埃盘形成螺旋臂形成时形成的。这些悬臂开始堆积物质，密度变大，形成团块，迅速合并称气态巨行星的雏形。这样的模型在太阳系之外似乎也找到了潜在的来源，比如像TRAPPIST-1这样小质量恒星系统，这两种理论都进行了计算机计算。结果是，吸积盘理论不适用，盘不稳定理论可以解释TRAPPIST-1系统和其他小质量红矮星恒星系统中的气态巨行星的形成。
对于有岩石行星存在的红矮星系统，也适用星云假说，同时也能够匹配气体巨行星的存在，对于寻找系外行星的科学家们而言，这是无疑是一个令人振奋的好消息。太阳系的形成理论能够在TRAPPIST-1这样小质量恒星系统里验证，显然暗示这个理论是正确的。随着更多的恒星系统被研究，星云假说也可以被迅速推广，变成一个普适性的理论。

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宇宙中的恒星都是由星云坍缩而形成的，星云坍缩成恒星之后，剩余的星云物质会被恒星的辐射阻挡在一定距离外，久而久之这些残余物质就会在引力的作用下慢慢靠拢，最终形成了各种各样的的行星。

我们的太阳系在46亿年前还是一片稀薄的星云，星云被另一颗超新星爆发的冲击所扰动，于是整个星云便在引力的作用下坍缩成原恒星，原恒星不断的吸收着星云中的物质，并且由于角动量守恒而越转越快。物质间的摩擦加剧了原恒星温度的急剧升高。

45.68亿年前原恒星的内部温度已经达到了10000℃，这个温度第一次让原恒星核心的氢元素在高温和高压之下发生核聚变反应，核聚变反应从原恒星的中心极速向表面蔓延，我们的太阳正式诞生。
太阳的引力和太阳风使得残余物质绕太阳旋转，这些残余物质在引力的作用下形成了小石块，这些小石块通过碰撞慢慢增大为更大的小行星，但由于太阳存在一个冰冻线，所以冰冻线内侧的小行星主要由熔点高的金属构成，这些小行星最终形成了现在的四颗类地行星，分别是水星，金星，地球，火星。



冰冻线外侧存在大量的固态水，这些易挥发的物质让行星质量和体积迅速增长，巨大的质量吸引了氢和氦等轻元素，并且用引力把这些元素液化甚至固化为行星核心 ，这些冰冻线外的气态行星就是现在的类木行星，分别是木星，土星，天王星，海王星，冥王星在2006年由于质量太小而被降格为矮行星。

至此太阳系八大行星的基本格局就此成型，火星和木星之间的小行星带由于收到木星和火星的引力拉扯而无法形成行星，剩余的大部分物质都位于包裹太阳系的奥尔特云之中。

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在一片星云中诞生的，相关理论被称为星云假说，这其中引力起着至关重要的作用。


50多亿年前的太阳系，也是一团漂浮游荡在银河系中的星云，这些星云中的物质，包括大量的氢氦，以及众多的尘埃和重元素。


它们有的是早期宇宙就留下来的，更多的也是二代三代恒星毁灭后留下的，所以我们的太阳基本属于第四代恒星。
50亿年前的某一天，星云中的一部分物质由于某种原因，比如超新星爆发产生的冲击波，或者路过的某种天体引力摄动。


总之，这一片星云不再沉寂，不在宁静了。一小团物质开始聚集，开始收缩，引力逐渐变大，它不断吸引周围的尘埃，吸引周围的气体云，越来越大……


收缩聚集的星云巨大的引力势能使得整团星云开始升温，最终点燃了中心气体团的核聚变，一颗恒星诞生了，我们的太阳诞生了。

太阳点燃的核聚变开始释放出大量的光和热，并吹出太阳风，驱散着周围的星际尘埃。
这些逐渐远离太阳的星际气体，重元素较多的则吹的不远，在几亿年的碰撞合并中催生了类地行星，我们的地球就是这样诞生的。

没来得及并入太阳的大量氢氦气体云，则被太阳风吹的更远一些，也在数亿年的里相继诞生了类木行星。
经过数十亿年的演化，最终成就了现在我们看到的样子，这就是太阳系的形成，可以简单以下图所示。


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