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《宇宙新论 之 天地本源》(杨建立著)第七章 开天辟

时间:2019-07-28 18:16:00 点击:

  核心提示: 《宇宙新论之天地本源》 (杨建立著) 第七章开天辟地 开天辟地启鸿蒙, 混沌初开析浊清。 阴浊凝而成大地, 清阳升化作苍穹。 开天辟地之所谓“天”,是指以太阳为代表的日月星辰。这里的“地”,当然指我们繁衍生息的大地山川。“天地本源”,则是头顶的日月星辰、脚下的大地山川本质与起源。探讨天地本源,就...

《宇宙新论 之 天地本源》

(杨建立著)

第七章 开天辟地

 

开天辟地启鸿蒙,

混沌初开析浊清。

阴浊凝而成大地,

清阳升化作苍穹。

    开天辟地之所谓“天”,是指以太阳为代表的日月星辰。这里的“地”,当然指我们繁衍生息的大地山川。“天地本源”,则是头顶的日月星辰、脚下的大地山川本质与起源。探讨天地本源,就从我们地球和太阳系谈起,探讨我们的太阳系,我们的地球,混沌初开那一刻的景象。

太阳系

    我们知道,太阳是宇宙中普通恒星的一员,她统领着包括地球在内的一个庞杂的大家族,称为“太阳系”。太阳系是以太阳为中心,和所有受到太阳引力约束的天体集合:8颗行星、至少173颗已知的卫星、几颗已经辨认出来的矮行星(冥王星、谷神星、阋神星、妊神星和鸟神星)和数以亿计的太阳系小天体。这些小天体包括小行星带天体、柯伊伯带天体、彗星,以及星际尘埃。

    也或者描述为,太阳系的领域包括一颗黄矮星--太阳,4颗与地球类似的类地行星,由许多岩石组成的小行星带,4颗外部充满气体的类木行星,充满冰冻的小岩石,被称为柯伊伯带的第二个小天体区等。

    关于太阳系起源的学说理论,经历了一个漫长而曲折、纷繁而复杂的过程,形成了多种学说流派,时至今日仍在争议之中。

星云说

 最早提出太阳系起源学说的是德国哲学家、天文学家康德。1755年,康德发表《自然通史和天体论》一书,首先提出太阳系起源星云说。康德在书中指出:太阳系是由一团星云演变来的。这团星云由大小不等的固体微粒组成,“天体在吸引力最强的地方开始形成”,引力使微粒相互接近,大微粒吸引小微粒形成较大的团块,团块越来越大,引力最强的中心部分吸引的微粒最多,首先形成太阳。外面的微粒在太阳吸引下向中心体下落时,与其他微粒碰撞而改变方向,成为绕太阳的圆周运动,这些绕太阳运转的微粒逐渐形成几个引力中心,最后凝聚成绕太阳运转的行星。卫星的形成过程与行星相似。

 康德认为,彗星是在原始星云的外围形成,太阳对它们的引力较弱,所以彗星轨道的倾角多种多样。行星自转是由于落在其上的质点撞击所产生的。康德还用行星区范围的大小解释行星的质量分布。

 由于当时形而上学自然观的排斥,康德的理论并没有引起人们的注意,长期被埋没。直到1796年,法国著名数学家和天文学家拉普拉斯(P.S.Laplace)在他的《宇宙体系论》一书中,独立地提出了另一种太阳系起源的星云假说,人们才想起41年前康德已提出此理论,因而后人把此学说称为康德-拉普拉斯星云假说。整个十九世纪,这种学说在天文学中一直占有统治的地位。

 拉普拉斯的星云说认为,形成太阳系的云是一团巨大的、灼热的、转动着的气体,大致呈球形。由于冷却,星云逐渐收缩。因为角动量守恒,收缩使转动速度加快,在中心引力和离心力的共同作用下,星云逐渐变为扁平的盘状。在星云收缩中,每当离心力与引力相等时,就有部分物质留下来,演化为一个绕中心转动的环,以后又陆续形成好几个环。最终,星云中心部分凝聚形成太阳,各个次级环则凝聚成各个行星。较大的行星在凝聚过程中同样能分出一些气体物质环来形成卫星系统。 

 康德的星云学说主要是从哲学角度提出的,而拉普拉斯则从数学、力学角度充实了星云学说。 

由于拉普拉斯在学术界的威望,以及他对星云学说的严谨论述,使得星云说在十九世纪被人们普遍接受。

 当然,由于科学发展水平的限制,康德-拉普拉斯的星云学说存在不少缺点和错误。但就总体而言,这个学说的基本思想应该说是正确的。

漩涡说

    1944年,德国物理学家魏茨泽克提出“漩涡说”。“漩涡说”在有关太阳的形成方面,与康德-拉普拉斯星云假说类似,认为太阳形成后,被一团气体尘埃云环绕着,气体尘埃云因转动而变为扁盘,盘中出现湍流,形成漩涡的规则排列。总共有5个次级漩涡(当时人们只知道五大行星),次级漩涡里形成行星。

 现已证明,在单纯的气体星云之中,没有足够能量来维持湍流,漩涡会很快扩散而消失,因此传统的漩涡说难于成立。要是在星盘中形成并保持“漩涡”,必定需要较大质量固体物质存在,局部形成较强的引力场。

原行星说 

 1949年,美国天文学家柯伊伯提出了“原行星说”,认为星云盘中发生引力不稳定性,瓦解为一些大的气体球--“原行星”,例如,原地球质量为现在地球质量的500倍,原木星质量为现在木星质量的20倍。原行星中心部分的气体凝集成固体。离太阳较近的类地原行星的外部气体被太阳辐射蒸发掉,只留下固体部分。离太阳较远的类木原行星因质量大、温度低,能保留一部分气体,这样就解释了行星的物态。这个学说还认为,卫星是由原行星俘获周围物质团块形成的。

大爆炸说

    认为太阳系是“黑洞”爆炸生成的。在黑洞爆炸时,黑洞的内核及外壳物质在强烈的爆炸中,产生裂变反应,在爆炸中形成的碎片迅速膨胀,其体积由几倍到几十倍,由十到百,由百到千,由千到万,直至由几万倍到几亿倍,在裂变过程中,产生了含有大量氕及其它能产生聚变物质的气团,这些气团中的可致聚变的物质达到一定量,气团的体积和内部压力达到一定程度,该气团的核聚变产生了。这样就形成恒星的幼体。幼体在漫长的岁月中,或同其它恒星合并,或吞噬漫长的旅途中所遇到的残体,不断发展壮大自身,逐淅成为今天的太阳。这些碎片的迅速澎涨,其实是一个裂变的过程,在裂变过程中,有的以固态的形式保持下来,这些物质和其它的固态物质随时相遇,通过相互吸引,发生物理变化或化学变化,合并在一起;不断的吞噬所遇到的体积小的固态或液态物质,使其体积不断增加,质量不断增大,捕捉和吸引其它物质的能力逐渐增强,终于,吸引住了一个体积较大的固态物质,该物质又有一定的反引力的效应,这样就成了行星和卫星的系统。

    我们知道,太阳系的是一个大系统,除太阳之外,主要成员是大大小小的行星,在这个意义上,太阳系是一个“行星系”。要理解太阳系的形成,最重要的是要解决太阳系行星的来源问题。

行星来源之争

 有关太阳系行星以及其他成员的物质来源和形成方式至今存在争议,历史上,有三类不同的太阳系起源学说:

  1、灾变说。行星物质是因某一偶然的剧变事件从太阳中分离出来的,如当银河系中的一颗恒星走近(或碰撞)太阳时,从太阳中分离出的物质形成了行星。

 我们知道,要想搞清太阳系外恒星是否带有的行星,很是困难,因为这些行星体积相对渺小,距离遥远,并且本身不发光,观测难度非常大。

 然而,但随着宇航时代的到来,太阳系外行星已经有了大量发现,目前已经发现了6000多颗。这充分说明恒星携带行星系统,是一个非常普遍的现象。

 在太阳系内,除水星和金星没有卫星外,地球有1个月球做卫星,火星有2个卫星,巨行星如土星、木星,就更加夸张,都拥有60个以上的“小月亮”,说明太阳系内行星拥有卫星也是非常普遍的现象。假如这些行星、卫星都是“灾变”引起的话,那么,宇宙灾变发生率也太高了点,“灾变说”没有普适性。

  2、俘获说。太阳从恒星际空间俘获的物质形成了原始行星云,行星云后来形成了行星。

 行星云为什么没有弥散开来,而是被太阳所俘获,并且凝聚成行星,这一点很难解释。而太阳从太阳系之外直接俘获“成品”行星的几率又很小,同时俘获成批行星的几率几乎为零,如此俘获说有些牵强。

  3、共同形成说。整个太阳系所有天体都是由同一个原始星云形成的,星云的中心部分物质形成太阳,外围物质形成行星等天体。至于这些物质如何形成天体,同样需要进一步研究。

 除了以上几种学说,还有一些变种的学说。如美国地质学家张伯伦提出了“星子说”;英国天文学家金斯提出的“潮汐说”;里特顿等人的“双星说”;霍伊尔等人的“超新星说”等。

 各种学说众“说”纷纭,百“说”争鸣。各种学说都有一定道理,也有一些观测事实为依据。但也都存在着缺陷,存在着无法解释的客观存在,都有不圆满不完备的地方。

争议焦点

 之所以有这么多的学说在争鸣,其实质是因为它们都在想方设法解答一个核心问题,那就形成岩质星体的固态重物质哪里来的?

 按照传统理论,组成“前太阳星云”的物质基础,是氢、氦等气体物质。

 在这样物质组成的前太阳星云中,怎样才能够诞生出来类地行星、月球、土星卫星、木星卫星中那么多只有极少量大气,绝大部分质量是重物质的岩质星球的?

“灾变说”解决这一难题的办法是,先让太阳内部氢氦等物质聚变合成重元素,再来一个星球大碰撞,或者来一个近距离擦身而过,把太阳内部重物质碰撞或者抽取出来,然后凝聚成岩质星体。

 “原行星说”的方法是,先将星球聚集的大大的气态星球,等星球中的尘埃聚集在一起了,再由太阳风把绝大部分外层气体吹走,只留下固体尘埃凝聚在一起。

 “星子说”与“原行星说”异曲同工。

 “俘获说”就更简单、更粗暴了,直接使用暴力,抢来岩石物质,或者直接抢过来岩质星体,再也不用为此挠破头皮去想了。

 真是八仙过海,各显神通。然而,这总是让人想起来当年,为了解释有些行星在天穹上时进时退的现象,人们生生造出来本轮与均轮学说,这样似乎都有些牵强附会之嫌,说服力不强。

 那么,究竟太阳系是怎样形成的呢?

 最近几十年,有关太阳系起源的资料大量增加,太阳系起源研究进入了从一般的定性假说到定量分析,从探讨个别问题到对大量资料作全面系统的综合分析研究的新时代。虽然各种学说之间有许多差异,但在很多方面已经形成共同的认识。

 大量的天文观测已经证实,所有的恒星都诞生于宇宙星云中,太阳及其家族出自于称之为“前太阳星云”的一片星云中,这已是不争的结论。

 太阳大约是46亿年前由星际云瓦解后的一团小云塌缩形成的,它经历了漫长的的引力收缩阶段,其中包括相当一段类似的金牛座T型变星阶段。从地球和月球的古老岩石和陨石的同位素年代分析基本确认,地球和月球约在46亿年前形成。因此,太阳系应在距今46~50亿年前形成的。

 与前人的观点有所不同:笔者主张,在前太阳星云形成太阳系的过程中,有原始星核参与在整个过程之中,并且起着相当关键的作用。

 我们可以勾勒出如下图景:

    远在大约46亿年之前,在银河系中,位于分支悬臂猎户臂上,离银河系中心2.61万光年的那片空域,汇聚了一大片原子云。由于偶然间附近发生了超新星爆炸,将大大小小若干块爆炸碎片--“原始星核”投入到了这片原子云中。

    由于这些“原始星核”的介入、吸引和凝聚作用,这片巨大空域中的原子云逐步汇聚收缩,形成“分子云”,并在围绕“原始星核”周围分化出一块块的稠密区域。

    太阳系的形成,与超新星爆发相关联,是有地质学依据的。在几十年前,传统观点还是认为太阳系是在相对孤立中形成的。但在近几十年中,人们对古陨石的研究发现,有短暂的同位素(如铁-60)的踪迹,该元素只能在大爆炸,以及寿命较短的恒星中形成。这显示在太阳形成的过程中,附近发生过大爆炸。

    有关大爆炸会形成固体碎块,并可以较远距离投送的问题,我们在“新星之源”一章中已经做过介绍,“热核爆炸”形成“弹片”已经被发现和证实。

 由此我们可以推论,由于这些“原始星核”被投入,在气体的摩擦下逐步减速并留住其中。它们作为星体的“种子”介入,慢慢吸聚周围的气体、尘埃和小碎块,其之质量越来越大,引力也越来越强,最终引发了引力坍缩。这些“原始星核”中最大的一块,“霸占”了其势力范围内大量的气体、尘埃和小碎块,形成了如今的太阳。由于它体积越来越大,其强大的引力非常霸道,导致它势力范围内的气体、尘埃,连同其他几块小一些的“原始星核”被它所控制。前太阳星云中绝大部分物质被原始太阳所兼并吞没,只有极少数固体物质、尘埃和气体围绕原始太阳旋转,形成了一个巨大的湍流涡旋,成为太阳星盘。星盘上的这些物质之所以所占比例很小,是要求它们恰巧在现今的银道面附近,并在后来形成的湍流漩涡中获得做近似圆周运动所需要的离心力,而且与太阳引力给予它的引力相等。

 在太阳星盘中,有几块较小的“原始星核”,它们和残留的气体、尘埃一起,共同组成了一个大的原行星盘。这几块较小的“原始星核”,在自己的“势力范围”内招兵买马、称王称雄,逐渐形成了割据之势。在原始星盘中,以这几块较小的“原始星核”为基础,形成了几个较小的旋涡,慢慢积聚物质,最后形成今天的行星。

 在这些较小的“原始星核”鞭长莫及的地方,更小一点“原始星核”则占山为王,建立了自己的“山头”,形成的更小的势力范围,演化成如今的卫星。

而在如今火星之外、木星以内的那一带空域,由于没有能够兼并和统御一方的较大质量“原始星核”存在,致使这一带至今仍然是“一片散沙”状态,小行星带留存至今。

 就这样,经过如此群雄逐鹿、割据纷争、圈地运动,形成了以太阳为主导,行星、卫星、陨星和其他小型天体组成的太阳系天体系统。

 值得强调的是,主导分子云汇聚、坍缩、凝结成为星体的是“原始星核”,而非分子云中的气体物质或者尘埃。

 太阳系是从原始的弥漫星云演化而来的。现在,经计算表明,如果原始星云的角动量等于今天太阳系的总角动量,那么,当星云收缩到今天太阳系的大小时,赤道处的离心力将远远小于吸引力,不可能留下物质来形成星云盘。一定有原始的、具有较强引力的固态物质参与太阳系行星系统的形成,这再一次佐证我们所说的“原始星核”的存在。

类地行星

    类地行星是指距离太阳较近,覆盖少量或微量大气,包括地球在内,水星、金星、火星这几颗主要由岩质组成的,体积较小的行星。

    有传统理论认为,类地行星的形成,是在太阳形成时代结束后,太阳星盘内形成了50~100个月球到火星大小的行星胚胎,由于这些天体的相互碰撞和合并,进而逐步生长。这一过程持续了大约1亿年。这些天体互相产生引力作用,互相拖动对方的轨道直到它们相撞,相互吞并,长得越来越大,直到形成我们今天所知的4个类地行星。其中的一次这样的大碰撞导致了月球的形成。而另外一次,则是剥去了早期水星的外壳。

 此模型未解决的最大的问题是,那些行星胚胎需要有相当的偏心圆形轨道才能相撞,否则,它们轨道将无法相交。但是,它们后来又是如何才能形成今天这样相当稳定,并且接近圆形的轨道的?

 针对这个问题,有人提出了“偏圆去除”理论。“偏圆去除”的假说之一认为,在类地行星形成之时,盘中气体尚未被太阳驱离。这些残余气体的摩擦阻力终将降低行星的能量,平滑化它们的轨道。不过,如果当时存在这样的气体,那么,一开始它就会防止类地行星的轨道变得如此偏圆。

 另一个“偏圆去除”假说则认为,引力拖拉不是发生在行星和气体之间,而是发生在行星和余留的小天体之间。当大的天体行经小天体群时,小天体受到大天体的引力吸引,在大天体的路径形成了一个高密度区,并因此降低了大天体轨道偏心率,使其进入一个更正规的轨道。

    实质上,由于“原始星核”的存在,类地行星的生成过程没有如此复杂,根本不需要气体、尘埃首先凝聚成星子,再由星子大规模相互碰撞、合并那么繁琐复杂,只是“原始星核”吸聚周围气体、尘埃和碎块,在与尘埃、碎块的“引力拖拉”和与气体摩擦过程中逐步减速,而将“偏圆去除”而已。

类木行星

    类木行星是指类似木星的气体行星,体积较其他岩质行星来的大,包括木星,土星,天王星以及海王星等四个行星。然而,天王星和海王星有许多地方和木星、土星有所不同,有时“类木行星”专指木星和土星这颗行星,而把天王星海王星另眼看待。

    木星、土星、天王星和海王星称为类木行星,由于它们的质量和半径均远大于地球,但密度却较低。所以有人认为它们主要由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成,石质和铁质只占极小的比例。这种观点有一定道理,厚重的大气层和较小的比重就足以说明。但是,石质和铁质的占比究竟有多少,目前没有详细的探测数据,还需要进一步探测和研究。

    类木行星有如下的共同特征:那就是都具有行星环的结构且星体的密度较低,土星的密度甚至比水还要低。它们都有比较多的卫星,旁边还有一圈圈光环。平均密度约≦1.75 g/cm^3,土星的密度约为0.7 g/cm^3。土星的质量为地球的95倍,木星质量约为地球的318 倍,但木星的半径只比土星大20%。

    传统理论认为,木星和土星的结构,由内而外,中心有岩石核心、液态金属氢、液态分子氢、充满气体的大气层,表面有漩涡状的云层。另有行星环及为数众多的卫星环绕着。

    笔者则认为,类木行星和地球一样,球心也应该含有相当比例的“奇异物质”。因为这些星球中心也都有着大量的放射性物质存在,并不断衰变散发着热量。

    以木星为例,对木星的考察表明:木星正在向其宇宙空间释放巨大能量。它所放出的能量是它所获得太阳能量的两倍,这说明木星释放能量的一半来自于它的内部。木星内部存在热源。

    众所周知,太阳之所以不断放射出大量的光和热,是因为太阳内部时刻进行着核聚变反应,释放出大量的能量。

    木星是一个巨大的气态星球,蕴含大量的气态和液态氢,本身已具备了天然核燃料,加之木星的中心温度估计已达到了28万K,也具备了进行氢元素聚变反应所需的高温条件。但是它却没有像太阳那样燃烧起来,这是因为它的质量太小。木星要成为像太阳那样的恒星,需要将质量增加到如今的100倍以上才行。根据天文学家的计算,只有质量大于太阳质量的8%,自身引力才能达到点燃核聚变反应内部压强。

    那么,木星何以能够自行发热呢,大概也只有放射性核衰变这一条路了。

    由于现今科技水平所限,类木行星的相关数据很少。到现在,就连我们居住的地球内部结构尚不十分清楚,关于遥远的类木行星的内部结构,更是需要进一步探查研究的了。

    以前,大多数科学家都认为,在恒星形成初期,其外部包围着一圈碟状的宇宙残渣,这些宇宙残渣由宇宙尘埃和气体物质组成,后来,经历了几百万年的时间,这圈碟状的宇宙残渣才逐渐积聚,并吸聚周围气体,形成了围绕恒星运转的行星。但是,2002年11月28日出版的《科学》杂志上一份研究报告称,经过计算,这些巨大的碟状宇宙残骸,在围绕恒星旋转不了几圈后就会分裂消散。而太阳星盘之所以能够凝聚成为行星而没有消散,极大的可能是较大的固体物质--“原始星核”的存在的原因。

    就在最近的2016年,天文观测在太阳系外发现了科学家称之为“热木行星”的天体,“热木行星”所具有的特征,强有力地支持了笔者的观点--“原始星核”在行星形成过程中的存在,并起到相当关键的作用。

热木行星

    太阳系中的所有行星均在围绕着太阳的赤道平面附近运转。在已知的八大行星中,地球的轨道倾斜最大,但即使这样,倾斜角仍然很小,大约只有7度。天文学家们曾认为这很正常,所有行星的运行轨道都是围绕主恒星的赤道平面发展进化的。但最新的研究发现,真实情况远比想象的复杂,至少对热木星来说是这样。天文学家们曾预测大多数星系中都有像地球那样小型的岩质行星近距离围绕主恒星运转,同时也有大型的类木行星远距离围绕恒星运转。

    2016年,科学家在探索宇宙时,发现了一颗非常诡异的婴儿恒星,这颗恒星距离地球500光年,位于金牛座方向上。而在这颗恒星所形成的行星系中,还发现了一颗奇特的行星。这是一颗质量达到木星11倍的气态巨行星,紧紧围绕在这个婴儿恒星身旁,公转周期只有9个地球日,距离它的“太阳”非常近,它所处的环境相当热,这使得科学家称之为“热木行星”。

    从它的公转周期,我们知道,它离这颗婴儿恒星非常近,按照传统理论对行星形成的理解,热木星是不可能在距离恒星如此近的地方形成的。按照传统理论,热木星都是形成于距离恒星较远之处,然后逐渐向内环迁移,这个过程很漫长,至少需要上亿年的时间。

    之所以称这颗热木星所绕行的主恒星为“婴儿恒星”,是因为它形成的时间非常短,只有200万年,如此年轻的恒星,它的周围根本没有时间来孕育出一颗热木星,这颗热木星的存在超出了我们现有认知,科学家也搞不清楚这到底是怎么回事。

    为了对这个非常早熟的恒星系进行更深入的探索,弄明白它内部到底隐藏着什么样的秘密,科学家利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列展开进一步探测,得到的结果让人们震惊不已。据一项发布在《天体物理学杂志通讯》的研究介绍,天文学家又在这个婴儿恒星系中发现了另外三颗气态巨行星。其中,内侧一颗的质量与木星相当,外侧两颗则与土星相当。也就是说,这个婴儿恒星系中至少存在四颗气态巨行星。

    这真是太不可思议了,能够在这个形成只有200万年的婴儿恒星系中发现一颗热木星就够人们惊叹了,没想到这个婴儿恒星系里远不止一颗行星,而是有着四颗气态巨行星,这完全颠覆了人类的现有认知。

    而且这四颗巨行星的位置分布也非常极端,最外侧行星到恒星的距离居然高达最内侧的1000倍。相比之下,海王星到太阳的距离还不到水星到太阳的距离的100倍。这一切是前所未见的,算是给我们长了见识。而且,按照目前流行的行星形成模型,外侧两颗气态巨行星也本不应该存在。这类行星的形成往往始于一个固态内核,然后不断吸积气体。不过,在远离恒星之处,进度会非常缓慢。对于只有200万年历史的恒星而言,几乎所有模型都表明,外侧两颗行星是难以形成的。

    从科学家发现的这个非常诡异的婴儿恒星系,我们可以看出,人类对宇宙的认识还是非常少,在宇宙中没有你想不到的,只有你没有见过的。任何神秘奇特的星系都有可能存在。对于这个诡异的恒星系,科学家也找不到它形成的理由,本来不应该存在的情况反而是发生了。

    所谓存在即为合理,只要是宇宙中存在的情况,必然是符合科学的,我们无法对其进行解释,主要还是人类的科技还非常落后,只能说明我们之前的理论不是很正确。

随着一颗又一颗系外行星被发现,曾经简单的行星形成的模型被推翻,情况也越来越复杂。

    同样令人震惊的还有,一些热木星并不是沿着与主恒星相同的赤道平面运转,而具有极大的倾斜角,其中一些甚至以与其自转方向相反的逆方向运行。那么,这些行星的运行轨道为何如此奇特?当今广泛认可的行星模型为“核吸积”,即行星是由星周盘内的各类原料缓慢形成。在这些行星盘中,尘埃与冰粒通过吞噬周围物质不断成长,在温度更高的行星盘内部,由于温度过高,气态水无法凝华成冰块,因此行星的成长十分缓慢。

    在更远处,存在大量冰块而使行星内核快速形成,当质量累积到足够大时(约为地球的10倍),它们便能吸收周围的气体。而当行星达到这个质量时,便能聚合周围的气体,迅速成长,成为成熟的行星。在此过程中,行星与星盘的相互作用使得行星向内迁移。根据在星盘所处位置的不同,行星有可能大范围向内迁移,甚至最终被主恒星吞噬,这个过程最终将以主恒星吞噬系统中所有的尘埃与气体告终。而行星则逐渐分散,不断吞噬残留的天体碎片。然而,最新发现的以大倾斜角运转的行星却无法用该模型解释。

    一些天文学家们研发了“高离心力迁移”模型。何为高离心率迁移?按照传统理论,巨型行星最初在圆形轨道上形成,与主恒星赤道平面保持一致。随着恒星系统的进化,行星的运行轨道被同一个系统中的其他大型天体(最有可能是其伴星)所扰乱。因此,行星的轨道越来越不像圆形,天体的倾斜度越来越大。若一个行星已大幅度倾斜,将受到“Kozai-Lidov机制”的影响。

    在此机制的影响下,行星的轨道将产生大幅偏移。随着它倾斜角越来越大,整个轨道却更偏向圆形。接着,行星间的振荡使其回到扰乱物附近,同时离心率变得越来越大。这些震荡还能造成行星飞速掠过其主恒星,在每次近距离的交汇中,行星与主恒星互相影响彼此的潮汐。这些潮汐的强大阻力使得行星轨道迅速衰减。轨道的近日点变化不大,但远日点却急剧收缩。随着行星逐渐远离其扰乱物,振动减弱,行星的轨道重新变回圆形,但仍保持大倾斜角。真是复杂又离奇,让人眼花缭乱。

    迄今为止,天文学家们已测算出91颗系外行星的轨道倾斜角,其中36颗行星的倾斜角超过20度,9颗行星逆向运转,可见这种大倾角和逆向运行的发生率之高是超乎想象,这就不是能够拿太空交通事故搪塞过去的,只有大质量的“原始星核”的存在才能够解释。

似乎我们应该重新定义一下“核吸积”模型才好。即,行星是由星盘内的原本存在的“原始星核”吸积周围各类原料缓慢形成。

行星的大小取决于它的“原始星核”大小。

行星的轨道形状,取决于主星的前进方向和主星对“原始星核”的引力方向二者间的夹角。夹角的大小决定了今后轨道的“扁”或“园”。

行星轨道与赤道的倾角,与“原始星核”最初位置相关。原始星核的初始位置离星盘盘面越近,将来的行星轨道与赤道夹角越小;反之初始位置与星盘盘面距离越远,今后行星的轨道与赤道夹角越大。

作者:杨建立 录入:杨建立 来源:原创
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