附录 4:
太阳系起源
作者 Frank Crary, CU Boulder
以下是太阳系早期历史的概要:
- 一团云状的星际气尘(“太阳星云”)由于自己的重力而混乱崩溃。扰乱的原因也可能是附近的一颗超新星发出的震波造成的。
- 云团崩溃后,中心不断升温并压缩,热到可以使灰尘蒸发。初期的崩溃时间估计少于10万年。
- 中央不断压缩使它变为了一颗质子星,原先的气体则绕着它公转。大多数气体逐渐向里移动,又增加了中央原始星的质量。也有一部分在自转,离心力的存在使它们无法往当中靠拢,逐渐形成一个个绕着中央星体公转的“添加圆盘”并向外辐射能量慢慢冷却。
- 第一个制动点。质子星与绕着转的气体可能不够稳定,由于自身的重力而继续压缩,这样产生了双星。如果不的话……
- 气体逐渐冷却,使金属,岩石和(离中央星体远处)冰可以浓缩到微小粒子。(比如气体又变回成灰尘。)添加圆盘一形成,金属便开始凝结(对于某个流星的同位素测量,估计是在45.5到45.6亿年前);岩石凝结得较晚(44到45.5亿年前)。
- 灰尘粒子互相碰撞,又形成了较大的粒子。这个过程不断进行,直到形成大圆石头或是小行星。
- 快速生成。较大的粒子终于大到能产生不可忽略的重力场,它们的成长也越来越快。它们的重力使小粒子的加盟变得容易也变得更快,终于搜集到的质量与它们在公转轨道上运行应有的质量相符,使运行变得稳定。因为大小由距离中点的距离和质子星体密度和化学组成决定。按理论来说,太阳系内层中像月球大小的小行星是太大了,外层需要地球的1到15倍大小的星体。在火星与木星处有一个较大的质量跳跃:来自太阳的能量能使近距离的冰变为水蒸气,所以固态的合成的星体与太阳的距离可以大大超过临界值。这类小行星体需要二千万年形成,最远的组成时间最长。
- 第二个制动点。质子星多快形成,形成多大?星云冷却100万年后,这颗星产生了强劲的太阳风,将星云中剩余的气体全部吹散。如果质子星够大,它的重力将能吸进星云中的气体,变成气态巨型星,反之,则成为一个岩石质或冰质星体。
- 这一刻,太阳系是由固态星,质子星,气态巨型星构成的。“小行星体”不断碰撞,质量也渐渐变大。
- . 千万到亿年之后,最终形成了10多个运行于稳定轨道的行星,这就是太阳系。在漫长历史中,这些行星的表面可能被极大地改变,被碰撞什么的。(比如大部分由金属组成的水星或月球。)
备注:这就是行星系形成理论,在超太阳行星发现之前始终成立。这个发现将不与先前的预言理论一致。这可能是一个观察性偏见(奇怪的太阳系从地球角度来讲可能容易观测)或是理论的问题(非根本性的而是轻微的错误。)。
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文章作者 Frank Crary, 由Bill Arnett转写为HTML格式,
吴尘翻译; 最近更新: 1998 三月 17
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