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若不是因为这个原因,地球很多年前就已经开始“流浪”了

原标题:若不是因为这个原因,地球很多年前就已经开始“流浪”了

我们为何如此幸运?

太阳系。维基百科

今天的太阳系,看上去是一个相当规整的地方。大约50亿年前,太阳率先形成,稍后,行星出现。这些行星按照离太阳越远越大,离太阳越远密度越小的一般规律,有序地排列在它身边。

但这仅仅是故事的简化版,它略去了太阳系形成过程中遭遇的所有动荡和混乱。大自然最终可能会走向全面的有序,但自然秩序的形成,是由随机事件触发的。太阳系年轻的时候,可是相当狂野不羁的。

故事一开始听起来倒是蛮祥和的。所有这样的天体系统起初都是巨大的气体盘,太阳就在这个盘子的中心。年幼的太阳,以及其他恒星也一样,会把这个盘子中的大部分物质据为己有。但总会留下一些。残留下来的物质慢慢凝聚成尘埃,尘埃变成碎石,碎石变成巨砾,巨砾最终变成行星。

原行星盘示意图。维基百科

与此同时,太阳的胚胎渐渐成熟,开始发光。一旦开始发光,太阳便会产生太阳风,把盘子里较轻的气体吹走,留下较重的物质。

密度越大的行星离太阳越近,体积也越小。因为它们距离太阳近,轨道半径小,能够接触到的物质相对而言就少。同理,巨大的气体行星一般都是在离太阳较远的地方形成的,因为它们有机会攫取更多的氢和氦。

水星。维基百科

金星。维基百科

地球。维基百科

火星。维基百科

但是隐藏在这个老派故事背后的,是另一个更加复杂更加有趣的传说。太阳系中有许多未解之谜。比如既然太阳系外围有柯伊伯带,有奥尔特云,那里有大量物质残片,是未被行星选中的造星原料,那么在体积不大的火星身边,在所谓的内太阳系当中,为何又存在着一个小行星带?

又比如,有的天文学家认为,地球早年曾经被一些巨大的天体撞击过,正是这样一次撞击,形成了我们的月球。那么这些天体又是从何而来的?

自然事件的发生在一定程度上是随机的。在太阳系形成之初,行星很有可能会一条不怎么稳定的轨道上形成。

不稳定,意味着碰撞变得司空见惯。但比起碰撞,引力的互动更为基础和常见。它们很有可能在互相影响的过程中,进入异常的轨道。这种现象其实就是“引力弹弓”的自然版。

有时候,行星还会被整个甩出太阳系。和地球一起撞出了月球的天体,个头应该和火星差不多。当年这样的天体在太阳系中可不止一个。但今天,我们却一个也找不到了。

这些曾经的太阳系成员去哪里了呢?天文学家在银河中发现了许多“流浪行星”,它们不受任何恒星的引力束缚,孤独地在宇宙中逡巡。它们中有一些可能是失败的恒星;有一些是否曾是我们或其他太阳系家族的成员呢?

月球的诞生还不是行星曾在太阳系中游走的唯一可能例证。当太阳系还年轻的时候,已经成形的木星,在和原行星盘物质相互影响的过程中,会失去动能,回旋着向太阳靠近。

木星。维基百科

土星。维基百科

天王星。维基百科

海王星。维基百科

它会在这个过程中,轻轻地推动它的近邻——火星,同时将原本有机会被这颗红色行星利用的物质据为己有。这或许可以解释,为什么火星离太阳比地球远,个头却比地球小。因为按常理,它原本可以获得更多的物质,可以长得更大。

木星在稳定在今天的轨道上之前,曾经向内迁徙到离太阳更近的地方。于是问题又出现了,是什么原因又让木星返回了太阳系外围呢?

许多天文学家认为,当木星向太阳靠近的时候,太阳系的另一个大块头——土星也因动能衰减尾随而至。这两大行星互相影响,形成了一种所谓的“轨道共振”效应。

木星和土星最终都返回了外太阳系。但这两个大块头的胡作非为,极大地改变了太阳系的运行方式。海王星或许就是在这个过程中,被推到了太阳系的更外围。而与此同时,柯伊伯带的冰雪小天体们被拉向内侧,并被像雪球一样四处乱扔。

今天,木星在太阳系的行星系统中依然是居有主导地位的。在它的引力影响下,其轨道前后方存在着所谓的“希腊人”和“特洛伊人”两群小行星。Roen Kelly

这一切虽然都是猜测,但也并非空穴来风。自第一颗系外行星被发现以来,我们已经明白,其他太阳系与我们的太阳系差异实在有些大。

实事求是地讲,我们目前仅有的一点点与此有关的知识,一定是带有偏见的——因为我们只能通过有限的方式,发现有限的行星,且这种观察方式,极大地受限于我们的视角。现在我们依然很难发现其他太阳系中,那些体积和运行方式与我们地球相似的行星。

但即便是那些仅有的巨型系外行星,看起来与我们太阳系的巨行星也有极大的差别。

炽热木星WASP-17b。ESA

天文学家发现了大量的“炽热木星”。这些行星和它们的恒星距离非常近,全是巨大的气体行星。天文学家也发现了许多“超级地球”和“迷你海王星”。这些行星在其他太阳系中似乎很常见——但是在我们的太阳系中,却一个也没有。

有些天文学家认为,这些现象背后的机制,和我们太阳系是一样的。这些太阳系中曾经发生过的,在我们的太阳系中也发生过,只是结局不一样。我们看到的,可能也是行星迁徙的结果,但是是另一种不同的结果。

天文学家在首次发现“炽热木星”的时候,曾经感到非常困惑。一个如此巨大的气体行星,却又离恒星如此地近,让人觉得不可思议。这些巨行星无法阻止它们的气体被恒星剥离,恒星的引力也抓不住这些气体。结果我们果然在某些行星身上,观察到了这一现象。行星HD209458b的大气正在快速地消散,并在它的身后,留下了一道残留物质的尾迹。

而另一颗“炽热木星”WASP-17b的运行方向,竟然与其主星的自转方向相反。这显然也是一颗有故事的行星。

天文学家同时也注意到,“炽热木星”在它们所在的太阳系中,大多是孤独的。而这,或许也是我们的太阳系的命运选项之一——假如土星拖不住木星向太阳靠近,木星在靠近太阳的过程中,很有可能会把太阳系中的其他行星甩出太阳系。

我们不知道,这些“炽热木星”所在的太阳系过去是否拥有过更多的行星,但是我们知道,这些行星如此靠近它们的太阳,必然会失去许多伙伴。

对于地球来说,如果当初木星成功停留在太阳附近,那么它也有可能会被甩出太阳系。如果当年发生了这样的事,那么地球就会变成一颗流浪行星。

我们没有太阳系过往的影像记录,因此想要“证实”这一切很难。但我们可以看向宇宙的更深处,那里有无数个太阳系的样本。只要我们看得足够远。

或许,地球不流浪,是我们足够幸运。真心希望我们都能一直珍视这份幸运。

除夕快乐!

参阅:

http://astronomy.com/news/2019/01/our-solar-systems-formation-was-a-lot-messier-than-you-think返回搜狐,查看更多

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