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為什么太陽系所有天體 都在一個平面上 而不是錯落分布

它們都繼承了原始星云的角動量。太陽系是一個由八顆行星和一顆恒星構(gòu)成的宇宙奇景。我們常常在太陽系的科普圖片中看到八顆行星圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)的景象。然而,有人發(fā)現(xiàn)太陽和行星似乎都位于同一平面上,而不是呈現(xiàn)錯落有致的分布。

一、太陽系的誕生

在46億年前,宇宙中還沒有太陽這顆黃矮星。當(dāng)時,太陽系所在的區(qū)域是一團稀薄的氣體塵埃云,質(zhì)量巨大但密度很低。直到一次鄰近的超新星爆發(fā)引起的擾動,才打破了這團星云的穩(wěn)定狀態(tài),使其中一部分開始在引力作用下坍塌。

在超新星爆發(fā)形成的推動力的影響下,坍塌的云團開始緩慢自轉(zhuǎn)。在離心力的作用下,云團開始呈現(xiàn)出盤狀結(jié)構(gòu),這就是原始恒星盤的形成。

恒星盤的中央?yún)^(qū)域的氫元素隨著自轉(zhuǎn),溫度和壓力不斷升高。隨著時間的推移,當(dāng)氫元素團足夠密集時,溫度和壓力產(chǎn)生的熱量就能點燃?xì)湓剡M(jìn)行核聚變。同時,云團自身的引力還能保證不被核聚變能量炸開。因此,當(dāng)核聚變與引力達(dá)到平衡時,太陽這顆黃矮星就正式誕生了。

實際上,46億年前太陽系的形成過程相當(dāng)復(fù)雜。唯一可以確定的是,不論是太陽還是形成于太陽邊緣的行星,它們都繼承了原始星云的角動量,因此它們在誕生后就開始自轉(zhuǎn)。

二、為什么太陽和其他行星的運行軌道呈現(xiàn)黃道面

這是因為在星云自轉(zhuǎn)向扁平演化的過程中,離心力的作用導(dǎo)致了黃道面的形成。可以想象一下,就好像用二人轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)手帕技術(shù),面越轉(zhuǎn)越薄、越圓,最終變成了一塊面餅。太陽系的情況也類似。

然而,并不是所有的天體都在黃道面上運行。太陽系中除了太陽和行星之外,還有許多小行星和彗星。這些天體的軌道面比黃道面更傾斜。原因在于太陽系行星形成后,形成了一個凈空軌道,導(dǎo)致這些小天體只能遵循傾斜的軌道。比如,位于火星和木星之間的小行星帶內(nèi)有數(shù)百萬顆小行星,它們的軌道面非常傾斜,盡管它們的總質(zhì)量還不如月球。

更嚴(yán)格地說,實際上除了地球,太陽系中的其他星球都不在黃道面上。因為黃道基準(zhǔn)是以地球的自轉(zhuǎn)軸為基準(zhǔn)生成的。在這種情況下,地球的自轉(zhuǎn)軸與其公轉(zhuǎn)軌道平面相差約23.5度,這就是我們所熟知的地球的傾斜軸。其他行星的自轉(zhuǎn)軸也有一定的傾斜角度,它們的自轉(zhuǎn)軸與它們的公轉(zhuǎn)軌道平面之間的夾角不同。

太陽系中的行星和太陽都位于黃道面附近,這是因為它們都源于一個共同的星云,而星云的自轉(zhuǎn)導(dǎo)致了黃道面的形成。然而,除了地球外,其他行星的自轉(zhuǎn)軸與它們的公轉(zhuǎn)軌道平面之間存在一定的傾斜角度。

值得一提的是,太陽系的行星運行軌道是相對穩(wěn)定的,但它們并不是完全固定不變的。行星之間的引力相互作用會導(dǎo)致它們的軌道發(fā)生微小的變化,這被稱為行星攝動。此外,太陽系中的其他天體,如小行星和彗星,也會受到行星的引力攝動影響,從而導(dǎo)致它們的軌道發(fā)生變化。

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