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天天学普地||太阳系起源(二)

2019-04-24  风吟楼


太阳系的起源(二)

太阳系不同部分的演化历程是不同的,因为太阳辐射强度随着远离太阳而下降。

星云中心的温度高于其边缘,温度按与太阳距离的平方关系而下降。当中心附近的温度大约是3000K时,行星形成区域的温度是几百开(尔文)。因而不同物质在距离中心不同的位置凝聚。

另一个影响行星形成的因素是密度,随着远离太阳而下降。在靠近中心的高密度区域,物质由于向太阳掉落而运动得更快,将引力势能转化成了热能。

中心附近更高的密度和更快的速度对于决定气体的状态起到重要作用。于是在三个不同地带会形成三种不同的星体:类地行星、类木行星和彗星。

在太阳附近,温度过高而使大部分气体(特别是H2)不能在恒星形成的过程中保留下来,留下了固体物质。

彗星

类地行星的最初构成单元是粒状体,它们被加热到1500-1900K时发生熔融,然后冷凝对陨星上粒状体的研究表明,加热和冷却速度很快,可能在几小时之内就赋予其特殊的结构

其大小多为数毫米,通过电吸引力而结合在一起,生成粒状小凝聚体。它们通过扫吸尘埃而生成。当长大到约1km大小时,形成了星子

计算机模拟表明,星子之间的碰撞进一步形成了更大的天体。大约2万年后,出现了一些月球大小的天体。在大约1000万年后,这些天体聚集起来形成了4个类地行星。它们在1亿年里继续扫吸星子。这些碰撞造成许多剧烈事件,不断重塑着行星表面(Parker,2004)。

火星和木星间是小行星带。现在最有可能的解释是质量巨大的木星在早期形成,阻止了这里颗行星的形成,因为它的巨大引力能阻碍星子结合成更大质量。

小行星带

第二个地带中,物质充分地向外扩散而允许水冰存在。这些水冰以与构成类地行星的石质星子相类似的方式构成星子。

一旦这些星子通过碰撞形成了两个很大的天体,它们就有了很强的引力作用,收集附近所有的星际物质(气体和尘埃)。这就产生了两个庞大的行星:木星和土星。它们的成分基本上是与太阳相同的,主要是

天王星和海王星形成于第二地带的外缘。那里冰质星子所在的空间过于广阔,它们碰撞的机会远比木星和土星小,增大的机会也少,因而捕获星际气体的引力也更小。而且那里离星云的中心太远,引力微弱,气体的密度也低。所以天王星和海王星是冰质星子构建的结果,主要由冰构成。

多数卫星系统可能生成于行星周围的一个盘。这个过程在一个较小的规模上重现了石质行星的形成。也有不少小卫星是被大行星俘获的小行星或星子。

在海王星之外的第三地带,形成了冰和岩石的星子。然而它们所在的空间实在广袤,以至于碰撞的机会极其稀少。这意味着它们不能聚集起来形成行星。海王星轨道以外到50天文单位的星子构成了柯伊伯带。那些更远的星子形成了奥尔特云

奥特尔云

由于太阳曾经抛射出部分带电的物质并损失了角动量,而行星是由原始星云中最外面的物质形成的,其角动量本来就很大,这就造成了太阳系角动量具有上述分布特点(胡中为等,2003)

关于太阳系的起源,还有许多其他探索性假说,这里不一一介绍。

注:'天天学普地'栏目的内容摘录自舒良树版《普通地质学》

文字:北土城最靓的仔

美编:胡小彤

校对:李玉钤

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