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太阳系有多特别?

科普小知识2022-10-25 16:11:06
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太阳系有多特别?

在太阳形成之初,新太阳风的丰富能量将把氢和氦等较轻的物质推向外太阳系,只留下岩石物质。似乎大多数太阳系都遵循同样的模式,但是随着越来越多的太阳系外星系被探索,我们发现情况并非如此。事实上,我们的太阳系似乎是个例外。

在研究了其他星系后,我们发现远离恒星的气态行星非常罕见。对行星进行分类的一种方法是根据它们从恒星获得的能量来划分它们。太阳系中像水星和金星这样的热行星,像地球和火星这样的暖行星(可能适合居住),以及木星以外的冷行星。它的边界取决于特定星系中特定恒星产生的能量。它能很好地判断近行星、中间行星和远行星。在我们自己的太阳系中,所有气态行星都是冷行星。然而,在其他已确认的太阳系外行星中,冷行星的数量不超过20%。最常见的气态行星是“热木星”。这些巨大的行星和木星质量差不多,离它们的恒星非常近。

公平地说,当我们探索太阳系外的行星时,我们会考虑偏差。但即便如此,热木行星比冷木行星更常见。

太阳系有多特别?

已确认的太阳系外行星

通过计算机模拟,我们可以初步理解为什么。在不成熟的星系中,构成未来星系的一切都来自原始的行星盘。最初的行星盘基本上由液态气体和尘埃组成。由于气体通常被电离,它将与中心恒星的磁场相互作用。由于尘埃的碰撞和积累,湍流将在原来的行星盘中形成。物理上,磁流体力学可以用来描述这个系统。这个等式很难描述,但是有了现代超级计算机,我们可以找到一些普遍的趋势。

低质量行星(质量比地球小)不会给原始行星盘的整体结构带来强烈的干扰。它们在原始行星盘中的相互作用将导致螺旋密度波的形成。内螺旋波将引导行星的运动,而外螺旋波在后缘。因为外螺旋比内螺旋有更大的拉力,所以行星会更靠近恒星。这被称为第一类迁移。

太阳系有多特别?

原始行星盘的计算机模拟

高质量的行星(质量大于10的是地球的质量,或者质量仅低于天王星和海王星)不仅会引起密度波,还会在原始圆盘上产生凿洞。这意味着,尽管内部拉力仍然存在,但它会变小。因此,这颗行星在形成过程中会逐渐接近恒星。这被称为第二类迁移。这两种类型的迁移都使行星更靠近恒星,所以热行星更常见。

那为什么木星在离太阳这么远的地方形成?事实上,它形成的地方离太阳不远。根据大航向模型,木星早已漫游到太阳系内部,然后返回到外围。它曾经移动到今天的火星附近。行星的运动对太阳系产生了深远的影响,改变了小行星带的性质,使火星变得比它应该的要小。

宇宙是巨大的。银河系中有3000亿颗恒星。生命还有3000亿种可能性。也可能有像地球一样适合居住的地球。但是大多数行星系统不像我们的家庭太阳系。