太陽(yáng)系。維基百科
今天的太陽(yáng)系，看上去是一個(gè)相當(dāng)規(guī)整的地方。大約50億年前，太陽(yáng)率先形成，稍后，行星出現(xiàn)。這些行星按照離太陽(yáng)越遠(yuǎn)越大，離太陽(yáng)越遠(yuǎn)密度越小的一般規(guī)律，有序地排列在它身邊。
但這僅僅是故事的簡(jiǎn)化版，它略去了太陽(yáng)系形成過(guò)程中遭遇的所有動(dòng)蕩和混亂。大自然最終可能會(huì)走向全面的有序，但自然秩序的形成，是由隨機(jī)事件觸發(fā)的。太陽(yáng)系年輕的時(shí)候，可是相當(dāng)狂野不羈的。
故事一開(kāi)始聽(tīng)起來(lái)倒是蠻祥和的。所有這樣的天體系統(tǒng)起初都是巨大的氣體盤(pán)，太陽(yáng)就在這個(gè)盤(pán)子的中心。年幼的太陽(yáng)，以及其他恒星也一樣，會(huì)把這個(gè)盤(pán)子中的大部分物質(zhì)據(jù)為己有。但總會(huì)留下一些。殘留下來(lái)的物質(zhì)慢慢凝聚成塵埃，塵埃變成碎石，碎石變成巨礫，巨礫最終變成行星。
原行星盤(pán)示意圖。維基百科
與此同時(shí)，太陽(yáng)的胚胎漸漸成熟，開(kāi)始發(fā)光。一旦開(kāi)始發(fā)光，太陽(yáng)便會(huì)產(chǎn)生太陽(yáng)風(fēng)，把盤(pán)子里較輕的氣體吹走，留下較重的物質(zhì)。
密度越大的行星離太陽(yáng)越近，體積也越小。因?yàn)樗鼈兙嚯x太陽(yáng)近，軌道半徑小，能夠接觸到的物質(zhì)相對(duì)而言就少。同理，巨大的氣體行星一般都是在離太陽(yáng)較遠(yuǎn)的地方形成的，因?yàn)樗鼈冇袡C(jī)會(huì)攫取更多的氫和氦。
水星。維基百科
金星。維基百科
地球。維基百科
火星。維基百科
但是隱藏在這個(gè)老派故事背后的，是另一個(gè)更加復(fù)雜更加有趣的傳說(shuō)。太陽(yáng)系中有許多未解之謎。比如既然太陽(yáng)系外圍有柯伊伯帶，有奧爾特云，那里有大量物質(zhì)殘片，是未被行星選中的造星原料，那么在體積不大的火星身邊，在所謂的內(nèi)太陽(yáng)系當(dāng)中，為何又存在著一個(gè)小行星帶？
又比如，有的天文學(xué)家認(rèn)為，地球早年曾經(jīng)被一些巨大的天體撞擊過(guò)，正是這樣一次撞擊，形成了我們的月球。那么這些天體又是從何而來(lái)的？
自然事件的發(fā)生在一定程度上是隨機(jī)的。在太陽(yáng)系形成之初，行星很有可能會(huì)一條不怎么穩(wěn)定的軌道上形成。
不穩(wěn)定，意味著碰撞變得司空見(jiàn)慣。但比起碰撞，引力的互動(dòng)更為基礎(chǔ)和常見(jiàn)。它們很有可能在互相影響的過(guò)程中，進(jìn)入異常的軌道。這種現(xiàn)象其實(shí)就是“引力彈弓”的自然版。
有時(shí)候，行星還會(huì)被整個(gè)甩出太陽(yáng)系。和地球一起撞出了月球的天體，個(gè)頭應(yīng)該和火星差不多。當(dāng)年這樣的天體在太陽(yáng)系中可不止一個(gè)。但今天，我們卻一個(gè)也找不到了。
這些曾經(jīng)的太陽(yáng)系成員去哪里了呢？天文學(xué)家在銀河中發(fā)現(xiàn)了許多“流浪行星”，它們不受任何恒星的引力束縛，孤獨(dú)地在宇宙中逡巡。它們中有一些可能是失敗的恒星；有一些是否曾是我們或其他太陽(yáng)系家族的成員呢？
月球的誕生還不是行星曾在太陽(yáng)系中游走的唯一可能例證。當(dāng)太陽(yáng)系還年輕的時(shí)候，已經(jīng)成形的木星，在和原行星盤(pán)物質(zhì)相互影響的過(guò)程中，會(huì)失去動(dòng)能，回旋著向太陽(yáng)靠近。
木星。維基百科
土星。維基百科
天王星。維基百科
海王星。維基百科
它會(huì)在這個(gè)過(guò)程中，輕輕地推動(dòng)它的近鄰——火星，同時(shí)將原本有機(jī)會(huì)被這顆紅色行星利用的物質(zhì)據(jù)為己有。這或許可以解釋?zhuān)瑸槭裁椿鹦请x太陽(yáng)比地球遠(yuǎn)，個(gè)頭卻比地球小。因?yàn)榘闯＠恚究梢垣@得更多的物質(zhì)，可以長(zhǎng)得更大。
木星在穩(wěn)定在今天的軌道上之前，曾經(jīng)向內(nèi)遷徙到離太陽(yáng)更近的地方。于是問(wèn)題又出現(xiàn)了，是什么原因又讓木星返回了太陽(yáng)系外圍呢？
許多天文學(xué)家認(rèn)為，當(dāng)木星向太陽(yáng)靠近的時(shí)候，太陽(yáng)系的另一個(gè)大塊頭——土星也因動(dòng)能衰減尾隨而至。這兩大行星互相影響，形成了一種所謂的“軌道共振”效應(yīng)。
木星和土星最終都返回了外太陽(yáng)系。但這兩個(gè)大塊頭的胡作非為，極大地改變了太陽(yáng)系的運(yùn)行方式。海王星或許就是在這個(gè)過(guò)程中，被推到了太陽(yáng)系的更外圍。而與此同時(shí)，柯伊伯帶的冰雪小天體們被拉向內(nèi)側(cè)，并被像雪球一樣四處亂扔。
今天，木星在太陽(yáng)系的行星系統(tǒng)中依然是居有主導(dǎo)地位的。在它的引力影響下，其軌道前后方存在著所謂的“希臘人”和“特洛伊人”兩群小行星。Roen Kelly
這一切雖然都是猜測(cè)，但也并非空穴來(lái)風(fēng)。自第一顆系外行星被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，我們已經(jīng)明白，其他太陽(yáng)系與我們的太陽(yáng)系差異實(shí)在有些大。
實(shí)事求是地講，我們目前僅有的一點(diǎn)點(diǎn)與此有關(guān)的知識(shí)，一定是帶有偏見(jiàn)的——因?yàn)槲覀冎荒芡ㄟ^(guò)有限的方式，發(fā)現(xiàn)有限的行星，且這種觀察方式，極大地受限于我們的視角?，F(xiàn)在我們依然很難發(fā)現(xiàn)其他太陽(yáng)系中，那些體積和運(yùn)行方式與我們地球相似的行星。
但即便是那些僅有的巨型系外行星，看起來(lái)與我們太陽(yáng)系的巨行星也有極大的差別。
熾熱木星WASP-17b。ESA
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了大量的“熾熱木星”。這些行星和它們的恒星距離非常近，全是巨大的氣體行星。天文學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了許多“超級(jí)地球”和“迷你海王星”。這些行星在其他太陽(yáng)系中似乎很常見(jiàn)——但是在我們的太陽(yáng)系中，卻一個(gè)也沒(méi)有。
有些天文學(xué)家認(rèn)為，這些現(xiàn)象背后的機(jī)制，和我們太陽(yáng)系是一樣的。這些太陽(yáng)系中曾經(jīng)發(fā)生過(guò)的，在我們的太陽(yáng)系中也發(fā)生過(guò)，只是結(jié)局不一樣。我們看到的，可能也是行星遷徙的結(jié)果，但是是另一種不同的結(jié)果。
天文學(xué)家在首次發(fā)現(xiàn)“熾熱木星”的時(shí)候，曾經(jīng)感到非常困惑。一個(gè)如此巨大的氣體行星，卻又離恒星如此地近，讓人覺(jué)得不可思議。這些巨行星無(wú)法阻止它們的氣體被恒星剝離，恒星的引力也抓不住這些氣體。結(jié)果我們果然在某些行星身上，觀察到了這一現(xiàn)象。行星HD209458b的大氣正在快速地消散，并在它的身后，留下了一道殘留物質(zhì)的尾跡。
而另一顆“熾熱木星”WASP-17b的運(yùn)行方向，竟然與其主星的自轉(zhuǎn)方向相反。這顯然也是一顆有故事的行星。
天文學(xué)家同時(shí)也注意到，“熾熱木星”在它們所在的太陽(yáng)系中，大多是孤獨(dú)的。而這，或許也是我們的太陽(yáng)系的命運(yùn)選項(xiàng)之一——假如土星拖不住木星向太陽(yáng)靠近，木星在靠近太陽(yáng)的過(guò)程中，很有可能會(huì)把太陽(yáng)系中的其他行星甩出太陽(yáng)系。
我們不知道，這些“熾熱木星”所在的太陽(yáng)系過(guò)去是否擁有過(guò)更多的行星，但是我們知道，這些行星如此靠近它們的太陽(yáng)，必然會(huì)失去許多伙伴。
對(duì)于地球來(lái)說(shuō)，如果當(dāng)初木星成功停留在太陽(yáng)附近，那么它也有可能會(huì)被甩出太陽(yáng)系。如果當(dāng)年發(fā)生了這樣的事，那么地球就會(huì)變成一顆流浪行星。
我們沒(méi)有太陽(yáng)系過(guò)往的影像記錄，因此想要“證實(shí)”這一切很難。但我們可以看向宇宙的更深處，那里有無(wú)數(shù)個(gè)太陽(yáng)系的樣本。只要我們看得足夠遠(yuǎn)。
或許，地球不流浪，是我們足夠幸運(yùn)。真心希望我們都能一直珍視這份幸運(yùn)。
參閱：
http://astronomy.com/news/2019/01/our-solar-systems-formation-was-a-lot-messier-than-you-think
聯(lián)系客服
