在大約46億年前,即宇宙從大爆炸創(chuàng)生之后92億年,我們地球所在的太陽(yáng)系在遠(yuǎn)離銀河系中心的地方形成了。那么,在最初形成之時(shí),我們的太陽(yáng)系是怎樣的呢?太陽(yáng)系是怎樣形成的呢?
在宇宙歷史上99%的時(shí)間里,從宇宙大爆炸中形成的氣體云一直在發(fā)生引力坍縮而形成恒星,但像我們太陽(yáng)系這樣的系統(tǒng)并非最開(kāi)始就能形成。宇宙中一代又一代的恒星不斷產(chǎn)生和死亡,其中大質(zhì)量恒星會(huì)發(fā)生超新星爆發(fā),由此會(huì)制造出大量的重元素,這些是構(gòu)成生命所必需的元素。大質(zhì)量恒星的壽命非常短暫,它們?cè)趲浊f(wàn)年甚至幾百萬(wàn)年的時(shí)間里就會(huì)耗盡燃料,最終猛烈爆炸成為超新星。
超新星
只有這些原料在宇宙中出現(xiàn),我們的太陽(yáng)系才有可能孕育出生命。但是為了讓地球孕育出生命,還有很多條件需要恰到好處。
在銀河系這樣的棒旋星系(螺旋星系的一種)之中,越靠中心的密度越大,而越靠外圍的密度越小。當(dāng)它們旋轉(zhuǎn)時(shí),內(nèi)部比外部旋轉(zhuǎn)的次數(shù)要多,星系的不同部分具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度。
最重的那些元素會(huì)優(yōu)先向銀河系中心區(qū)域運(yùn)動(dòng),而較輕的元素則向外圍運(yùn)動(dòng)。形成太陽(yáng)系的原始太陽(yáng)星云遠(yuǎn)離中心,靠近銀盤(pán)的邊緣,距離銀心大約2.6萬(wàn)光年。
當(dāng)太陽(yáng)系最初形成的時(shí)候,組成太陽(yáng)系的元素是70%的氫和28%的氦,而其元素的總和只有2%。盡管如此,這與宇宙最初的元素組成有了很大的變化。在宇宙早期的太初核合成過(guò)程中,所形成的元素有多達(dá)75%是氫,25%是氦,而其他元素幾乎沒(méi)有。
有了上一代恒星超新星爆發(fā)后所制造出的重元素,就有了孕育地球生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。在太陽(yáng)星云中,高密度的中心會(huì)發(fā)生引力坍縮,大量的物質(zhì)落入中心。隨著引力坍縮,太陽(yáng)星云的自轉(zhuǎn)速度逐漸加快,中心的密度和溫度越來(lái)越高。
當(dāng)中心溫度達(dá)到400萬(wàn)度時(shí),氫原子核就會(huì)發(fā)生核聚變而產(chǎn)生更重的氦原子核,這被認(rèn)為是恒星誕生的起點(diǎn)。根據(jù)目前的研究結(jié)果,太陽(yáng)的誕生時(shí)刻被認(rèn)為是在45.6億年前,當(dāng)時(shí)宇宙的年齡大約為目前的三分之二。
在太陽(yáng)形成之后,周圍環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的殘余星云會(huì)在引力的作用下不斷聚集,它們最終形成了太陽(yáng)系的各大行星。由于靠近太陽(yáng)的區(qū)域,受到太陽(yáng)風(fēng)的作用很強(qiáng),氫氣和氦氣這樣較輕的物質(zhì)就會(huì)被太陽(yáng)風(fēng)往外吹,所以靠近太陽(yáng)的區(qū)域形成的四顆行星主要是由重元素組成,它們都是巖質(zhì)行星。而在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的區(qū)域,大量的氫氣和氦氣被聚集在一起,形成了四顆質(zhì)量龐大的巨行星。
在地球冷卻之后,地球上出現(xiàn)了由液態(tài)水組成的海洋,其中逐漸孕育出了生命,構(gòu)成生命的重元素都是來(lái)自于上一代的大質(zhì)量恒星。如果追根溯源,這一切的元素都是來(lái)自于138億年前的嬰兒期宇宙。
在大約46億年前,即宇宙從大爆炸創(chuàng)生之后92億年,我們地球所在的太陽(yáng)系在遠(yuǎn)離銀河系中心的地方形成了。那么,在最初形成之時(shí),我們的太陽(yáng)系是怎樣的呢?太陽(yáng)系是怎樣形成的呢?
在宇宙歷史上99%的時(shí)間里,從宇宙大爆炸中形成的氣體云一直在發(fā)生引力坍縮而形成恒星,但像我們太陽(yáng)系這樣的系統(tǒng)并非最開(kāi)始就能形成。宇宙中一代又一代的恒星不斷產(chǎn)生和死亡,其中大質(zhì)量恒星會(huì)發(fā)生超新星爆發(fā),由此會(huì)制造出大量的重元素,這些是構(gòu)成生命所必需的元素。大質(zhì)量恒星的壽命非常短暫,它們?cè)趲浊f(wàn)年甚至幾百萬(wàn)年的時(shí)間里就會(huì)耗盡燃料,最終猛烈爆炸成為超新星。
超新星
只有這些原料在宇宙中出現(xiàn),我們的太陽(yáng)系才有可能孕育出生命。但是為了讓地球孕育出生命,還有很多條件需要恰到好處。
在銀河系這樣的棒旋星系(螺旋星系的一種)之中,越靠中心的密度越大,而越靠外圍的密度越小。當(dāng)它們旋轉(zhuǎn)時(shí),內(nèi)部比外部旋轉(zhuǎn)的次數(shù)要多,星系的不同部分具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度。
最重的那些元素會(huì)優(yōu)先向銀河系中心區(qū)域運(yùn)動(dòng),而較輕的元素則向外圍運(yùn)動(dòng)。形成太陽(yáng)系的原始太陽(yáng)星云遠(yuǎn)離中心,靠近銀盤(pán)的邊緣,距離銀心大約2.6萬(wàn)光年。
當(dāng)太陽(yáng)系最初形成的時(shí)候,組成太陽(yáng)系的元素是70%的氫和28%的氦,而其元素的總和只有2%。盡管如此,這與宇宙最初的元素組成有了很大的變化。在宇宙早期的太初核合成過(guò)程中,所形成的元素有多達(dá)75%是氫,25%是氦,而其他元素幾乎沒(méi)有。
有了上一代恒星超新星爆發(fā)后所制造出的重元素,就有了孕育地球生命的物質(zhì)基礎(chǔ)。在太陽(yáng)星云中,高密度的中心會(huì)發(fā)生引力坍縮,大量的物質(zhì)落入中心。隨著引力坍縮,太陽(yáng)星云的自轉(zhuǎn)速度逐漸加快,中心的密度和溫度越來(lái)越高。
當(dāng)中心溫度達(dá)到400萬(wàn)度時(shí),氫原子核就會(huì)發(fā)生核聚變而產(chǎn)生更重的氦原子核,這被認(rèn)為是恒星誕生的起點(diǎn)。根據(jù)目前的研究結(jié)果,太陽(yáng)的誕生時(shí)刻被認(rèn)為是在45.6億年前,當(dāng)時(shí)宇宙的年齡大約為目前的三分之二。
在太陽(yáng)形成之后,周圍環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的殘余星云會(huì)在引力的作用下不斷聚集,它們最終形成了太陽(yáng)系的各大行星。由于靠近太陽(yáng)的區(qū)域,受到太陽(yáng)風(fēng)的作用很強(qiáng),氫氣和氦氣這樣較輕的物質(zhì)就會(huì)被太陽(yáng)風(fēng)往外吹,所以靠近太陽(yáng)的區(qū)域形成的四顆行星主要是由重元素組成,它們都是巖質(zhì)行星。而在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的區(qū)域,大量的氫氣和氦氣被聚集在一起,形成了四顆質(zhì)量龐大的巨行星。
在地球冷卻之后,地球上出現(xiàn)了由液態(tài)水組成的海洋,其中逐漸孕育出了生命,構(gòu)成生命的重元素都是來(lái)自于上一代的大質(zhì)量恒星。如果追根溯源,這一切的元素都是來(lái)自于138億年前的嬰兒期宇宙。