太陽系是如何形成的——太陽的誕生

賽先生科普 2020-06-28 檢舉

前面幾篇文章中,我們分別介紹了太陽系形成理論的發展,具體講解了八大行星的誕生,順帶介紹了小行星帶、柯伊伯帶以及奧爾特云的出現過程,但唯獨沒有對太陽系的核心——太陽,進行仔細的講解,更多時候只是一筆帶過,類似于太陽星云收縮,中心溫度、密度升高形成太陽等等語句,因此接下來我們將對這句話進行細節上的補充,讓大家對太陽的形成有個更加清晰的認識。

太陽系是如何形成的——太陽的誕生

此前我們介紹過太陽系的凝聚理論,知道了整個太陽系的初始是從一個星云開始坍縮,邊收縮邊加快旋轉,成為盤狀,中心成為太陽,因此關于太陽出現的細節,我們仍舊需要從星云的坍縮開始講起。

首先我們需要知道星云是如何維持平衡的,因為星云并不是一開始就坍縮的,在此之前有很長一段時間,是維持著平衡狀態,也就是引力與自身內部的某些因素互相牽制,保證了星云的穩定,那么這些內部因素有哪些呢?

第一個,也是大家最先想到的,那就是內部粒子的熱運動所產生的壓力,這個道理和我們平時所說的氣壓是一樣的,因為星云內部粒子并非靜止狀態,雖然有引力作用,但這并不能壓制熱運動的存在。

太陽系是如何形成的——太陽的誕生

第二個,涉及到星云自身的旋轉和磁場,這兩點因素一般而言,是很少提及的,因為都比較復雜,可能旋轉還更好理解一些,簡單來說就是慣性力和引力的制約,而磁場則是因為星云中心,會因為收縮而導致高溫,進而導致部分氣體電離,磁場可以控制帶電粒子的走向,進而影響星云的正常收縮。

簡單起見,為了不使得開頭就陷入復雜的地步,我們關于星云的平衡就只考慮引力與熱運動的關系。

如果從這個方面入手,想要讓星云開始坍縮,那勢必星云的自身引力要強過熱運動所帶來的內部壓力,然而實現這個目標并不容易。雖然我們知道,熱運動的劇烈程度取決于星云溫度的高低(實際上,應該是反過來,溫度是熱運動劇烈程度的表現),可是由于星云的基本構成是塵埃和氣體云,其中占絕大多數的都是氣體,因此熱運動的主要承載物大多是單個原子或分子,所以它們相互間的引力作用及其微弱(本來引力就是四大基本力中的最弱力)。

太陽系是如何形成的——太陽的誕生

所以想要讓星云自身在沒有外界因素干擾下發生坍縮,是一件非常困難的事情,因此星云想要坍縮,外界因素的干擾可以說是必不可少的。那么這個外界因素主要是什么呢?

這個答案就比較多了,比如說星云附近有其它恒星爆發,產生的激波會擠壓星云,從而使得星云內部的引力與壓力的平衡突然被打破;又或者是星云與其它天體相遇,自轉或磁場受到改變,平衡打破,引發坍縮等等。

那么當星云的平衡被打破開始坍縮時,是否就意味著中心會形成恒星呢?請看下篇文章

太陽系是如何形成的——太陽的誕生

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