我们太阳系中的行星是以什么顺序形成的?

(神秘的地球)据《对话》(克里斯托弗·帕尔玛和卢卡斯·布雷夫卡):一团坍缩的气体形成了我们的太阳,这是我们太阳系中第一个形成的东西。这发生在大约45亿年前。

然后行星开始出现,因为太阳形成过程中留下的数十亿个气体和尘埃颗粒变成了一个扁平的圆盘。

它被称为原行星盘,体积巨大,环绕太阳数十亿英里。在圆盘内,气体和尘埃颗粒开始碰撞、固化并粘在一起,就像雪花聚在一起形成雪球一样。

当颗粒粘在一起时,微观颗粒变成了鹅卵石大小的物体,然后不断生长。一些变成了棒球大小的岩石,另一些变成了房子大小的石头,还有一些变成了行星大小的石头。

这个过程被称为吸积,是太阳系中的一切——行星、卫星、彗星和小行星——如何形成的。

望远镜可以看到年轻的太阳系诞生。这张图片是银河系中一颗遥远恒星的原行星盘。/NASA/ALMA/ESO/NAOJ/NRAO/A.Isella;B萨克斯顿/NRAO/AUI/NSF

冰线

通过研究计算机模型和观察其他恒星系统的形成,像我们这样的天文学家对太阳系的早期有了很多了解。

当太阳还在形成,原行星盘正在制造行星时,离太阳有一段距离,那里的温度足够冷,冰可以聚集。那个地方,冰线——有时也被称为雪线——位于现在的小行星带,即火星和木星之间。

当然,今天几乎每个行星上都有冰,甚至水星上也有。但在当时,只有冰线之外的年轻原行星足够冷才能拥有它。数百万年来,冰、气体和尘埃相互撞击,积聚成巨大的天体,最终成为巨行星——木星、土星、天王星和海王星。

在这一切发生的同时,冰线内的较小行星也在形成。但由于使用的原材料较少,水星、金星、地球和火星需要更长的时间。

今天,人们认为最大的行星木星和土星是第一个在几百万年内完全形成的行星。天王星和海王星紧随其后,在1000万年内。包括地球在内的内行星至少需要1亿年,甚至可能更长。

换句话说,离太阳最近的四颗行星是最年轻的;最远的两颗行星,下一个最年轻的;而介于两者之间的,最古老的。最年轻和最古老的行星之间的年龄差可能是9000万年。

这听起来像是一个巨大的年龄差异,但在太空中,9000万年并没有那么长——不到宇宙存在总时间的1%。一种考虑方式是:把地球想象成一个小妹妹,有一个比它大两三岁的哥哥木星。

位置,位置,位置

在形成后不久,巨大的行星开始迁移,向内朝向太阳或向外远离太阳,然后最终进入它们的最终轨道。

例如,海王星向外迁移,与天王星交换位置,并将许多小型冰体推入柯伊伯带,柯伊伯地带是外太阳系中矮行星冥王星、厄里斯和Makemake以及数百万彗星的所在地。

与此同时,木星向内移动,其巨大的引力迫使一些正在形成的行星进入太阳,在那里它们解体了。一路上,木星将一些较小的岩石全部抛出了太阳系;其余的都去了小行星带。

但最关键的是,当木星进入自己的轨道时,它移动了所有形成的物体,并可能最终确定了包括地球在内的其余内行星的位置。

木星的所有牵引力都有助于将我们的星球置于所谓的“金发姑娘区”,这是一个离太阳只有适当距离的地方,地球表面可能有液态水,温度适合生命进化。如果木星没有以这种方式形成,地球上的生命完全有可能不会被点燃,我们今天也不会在这里。

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