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生活中的小秘密

为什么太阳系中的行星在同一平面上运行?

展示围绕太阳运行的行星(从内到外):水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
展示围绕太阳运行的行星(从内到外):水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。 (图片来源:马克·加利克/盖蒂图片科学图片库)

如果你看过太阳系的模型,你可能会注意到太阳、行星、卫星和小行星大致位于同一个平面上。但为什么呢?

为了回答这个问题,我们必须回到太阳系的最开始,大约45亿年前。

那时候太阳系夏威夷大学的天文学家Nader Haghighipour告诉《生命科学》,它只是一个巨大的旋转的尘埃和气体云。那团巨大的云的直径为12000天文单位(AU);1 AU是两个传感器之间的平均距离雷竞技首页世界还有太阳,大约9300万英里(1.5亿公里)。Hagheipour说,云变得如此之大,以至于即使它只是充满了灰尘和气体分子,云本身也开始在自身质量下坍塌和收缩。

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随着旋转的尘埃和气体云开始坍塌,它也变平了。想象一下,一个比萨饼制造商将一块正在旋转的面团抛向空中。当面团旋转时,面团膨胀,但变得越来越薄和扁平。很早的太阳系就是这样。

同时,在这片不断变平的云层的中心,所有的气体分子被挤压在一起,它们被加热了,Hagheipour说。在巨大的热压下,,原子融合并引发了数十亿年的核反应,形成了一颗小恒星:太阳。在接下来的5000万年中,太阳继续生长,从周围收集气体和尘埃,并释放出强烈的热量和辐射波。慢慢地,成长中的太阳清除了它周围的一片空白。

随着太阳的生长,云层继续塌陷,形成“围绕恒星的圆盘,变得越来越平坦,并随着太阳在中心不断膨胀,”Hagheipour说。

最终,云变成了一个称为原行星盘的扁平结构,围绕这颗年轻恒星运行。Haghioipour说,这个圆盘延伸了数百个金,厚度仅为这个距离的十分之一。

在此后的数千万年中,原行星盘中的尘埃粒子轻轻地旋转,偶尔相互碰撞。有些甚至粘在一起。在那数百万年里,这些颗粒变成了毫米长的颗粒,这些颗粒变成了厘米长的鹅卵石,鹅卵石继续碰撞并粘在一起。

最终,原行星盘中的大部分物质粘在一起形成了巨大的物体。其中一些天体变得如此巨大,以至于重力将它们塑造成球形行星、矮行星和行星月亮. 其他物体形状不规则,如小行星、彗星和一些小卫星。

尽管这些物体的大小不同,但它们或多或少都停留在同一个平面上,它们的建筑材料起源于此。这就是为什么即使在今天,太阳系的八颗行星和其他天体的轨道也大致相同。

最初发表在《生活科学》上。雷竞技首页

乔安娜·温德尔

乔安娜·温德尔是居住在俄勒冈州波特兰的自由撰稿人。她主要报道地球和行星科学,但也热爱海洋、无脊椎动物、地衣和苔藓。乔安娜的作品曾出现在Eos、史密森尼杂志、知名杂志、大众科学等杂志上。乔安娜也是一名科学漫画家,曾与美国宇航局的Gizmodo一起出版漫画《学生科学新闻》还有更多。她毕业于俄勒冈大学,获得了普通科学学位,因为她无法决定自己最喜欢的科学领域。在业余时间,乔安娜喜欢徒步旅行、读书、画画、做填字游戏,还喜欢和她的猫煎饼一起玩。

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