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01 太阳系 The Solar System(第8页)

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但是,可能还是有许多未被发现或未被详细记录的大型海外天体,它们将加入冥王星、阋神星、鸟神星和妊神星的行列,成为类冥矮行星和矮行星。

顺便说一句,阋神星(Eris)是根据古希腊纷争女神命名的(想到阋神星引发的争议,这个名字恰如其分),而鸟神星(Makemake)和妊神星(Haumea)则分别是根据太平洋岛屿上掌管生育的神祇命名的。

这一切是如何发生的

越来越多的行星

直到最近,可能还有人认为行星是宇宙中的稀有物,但现在看来,行星显然是恒星形成过程中的一个常见副产品。

因此,太阳系的存在只是太阳起源的一个结果。

人们认为,巨大的星云因自身引力坍缩形成了恒星。

星云的主要成分是氢,还混合了其他一些气体和被称为星际尘埃的微小固体颗粒。

星云收缩时,大部分物质会集中到位于中心的一个天体上。

因为引力能在物质陨落的过程中转化为热能,这个天体会变得越来越热,最终,天体中心的压力和温度升得非常之高,氢原子核产生核聚变形成氦。

在这一阶段的中心天体可以被称为恒星。

星云在收缩的最后阶段会遗留下一些物质,行星就是由此形成的。

在星云收缩的过程中,基于角动量守恒原理,星云任何一点初始旋转都会被加速,未被吸收到恒星中的物质会集中在恒星赤道面的圆盘上,和恒星沿相同的方向旋转。

这个旋转的圆盘就是行星形成的地方。

产生我们太阳系的星云被称为太阳星云,“星云”

(nebula)在拉丁语中是“云”

的意思,天文学家们用它来表示太空中巨大团块的气体、尘埃或者两者的混合物。

我们有充分的理由确信,太阳星云的组成大约是71%的氢、27%的氦、1%的氧、0.3%的碳,以及0.1%的氮、氖、镁、硅和铁。

在太阳星云中,几乎所有的原始尘埃都可能被初期太阳的热量汽化了,但很快,星云内的环境就冷了下来,足够使新的尘埃颗粒凝结,通过化合作用它们变成了化合物,而不是单元素物质。

氦不能形成化合物,所以大部分的可凝结化合物都包含有氢或氧。

在合适的局部温度和压力条件下,如果附近还有可用的各种元素——比如硅和各种金属——氧能够与它们结合,在星云内部形成一系列叫作硅酸盐的化合物。

这是地球上常见的矿物,熔融岩石冷却时会结晶形成硅酸盐,但在太阳星云中,硅酸盐是直接从气体中生长出来的。

只有当温度低到足以形成含氢化合物时,氢才会被结合进固体颗粒中,这种情况多数都发生在距离太阳超过5AU的地方。

在与太阳距离为5AU的地方,存在一条被称为“冰线”

的分界线;在这条所谓的“冰线”

之外,由氢和氧组成的水分子可以凝结成小块的冰。

在离太阳更远的地方,会形成更容易挥发的化合物:氢与碳结合形成甲烷,氢与氮结合形成氨,碳与氧结合形成一氧化碳或二氧化碳。

在距离太阳约30AU处,温度低到氮可以凝结成氮冰。

基于行星科学词汇的一个技巧,任何由水、甲烷、氨、一氧化碳、二氧化碳或氮(或这些物质的任意混合物)形成的固体都被称为“冰”

,因为它们在来源和性质上都具有相似性。

这意味着,为了避免模棱两可,行星科学家们在提到水结的冰时,必须特别指明是“水冰”

,这么复杂的情况对地球上的人来说并不常见,因为地球上的温度太高,比水更容易挥发的化合物无法自然结冰。

凝结是这样一个过程:靠近太阳的硅酸盐和离太阳远一些的冰(还有那些剩余的硅酸盐)组成了第一代尘埃颗粒。

它们没有凝结成更为致密坚硬的微粒,而是有着复杂的“蓬松”

形状。

所以当它们相互碰撞时,往往会粘在一起,而不是弹开来。

在凝结开始后仅仅1万年,这些微粒通过碰撞,持续凝结和吸积(粘在一起),成长为直径约1厘米的球状体。

再过10万年后,太阳系将由一群直径大约10千米的天体组成,这些天体被称为“星子”

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