為什麼會誕生太陽系

General 更新 2024年05月16日

  太陽系是怎麼誕生的??下面就由小編告訴大家太陽系為什麼誕生吧!

  

  大約100億年前,大量塵埃微粒和氣團渦流在宇宙空間。後來,這些塵埃和氣體逐漸聚集在一起,形成一個龐大而熾熱的不斷旋轉的圓盤。隨後這個圓盤甩出許多圓環,這些圓環的微粒又聚集起來,構成一個個巨大的火球,然後開始冷卻。圓盤變成了太陽,火球冷卻後就變成了現在的地球、火星等九大行星,太陽系於是形成了。

  太陽系的誕生之恆星誕生

  在宇宙誕生之初,氫元素是主要組成部分。但是在宇宙中、人體中都有各種各樣的元素組成。假如沒有這些元素,人類也將無法存在。那麼,組成宇宙萬物的物質究竟從哪裡來呢?

  太陽和人類的身體都是由已經死亡的恆星殘骸組成的。

  在恆星內部,時刻都發生著各種各樣的核聚變反應。核聚變是指原子核之間互相聚合,轉變成為另一種原子核,並在同時釋放出大量能量的一種反應。可以說,恆星是一個巨大的元素合成裝置。當恆星內部的核聚變反應材料消耗殆盡後,這顆恆星的生命就走到了盡頭。研究發現,恆星的質量越大,其核聚變反應越劇烈,壽命越短。質量小的恆星的核聚變反應較緩慢,因此壽命較長。

  當恆星質量為太陽的0.46-8倍時,恆星內部的氫聚變為氦,氦聚變為碳和氧。當恆星的生命走到盡頭時,會“平靜地”向外丟擲外殼。也就是說,恆星內部聚變成的各種元素會被拋灑到宇宙空間中。

  當恆星的質量超過太陽的8倍時,恆星內部會生成氧、氖、鎂等較重的元素。

  當恆星的質量超過太陽的十倍時,則會生成矽、鐵等元素。

  這些恆星走到生命的盡頭時,會發生激烈的爆炸,把內部生成的各種元素釋放到宇宙空間中,這就是“超新星爆發”。

  研究認為比鐵重的元素是在超新星爆發時形成的。

  多少年來,宇宙裡一直不斷地重複同一個過程:生成各種元素,然後將它們釋放到宇宙空間中從而形成下一代恆星的“原材料”。

  太陽系和構成人類身體的元素,都是由誕生之初就存在的氫,以及前幾代恆星的殘骸構成的。

  恆星和行星是由遍佈宇宙空間的氣體和塵埃形成的。

  在廣袤無垠的宇宙空間裡,稀稀拉拉地分佈著一些天體。研究發現,在星系內恆星不存在的區域內,物質的密度大約為1cc***立方厘米***中含有1個氫原子。但是有些區域物質密度遠遠高於周邊。在這樣的緻密區,原子互相結合形成了氫等分子。大量的分子集合在一起形成了分子云。

  除了宇宙誕生之初就存在的氫之外,分子云內部還含有恆星內部核聚變反應所生成的各種元素。其中部分元素形成了固體“塵埃”。分子云是大量分子集結的地區,包括太陽系在內,恆星和行星都誕生於分子云。

  分子云進一步密集,將形成新的星體。

  科學家推測,分子云的密度大約為1 cc***立方厘米***中擁有1萬個氫原子。在物質高度密集的分子云核,密度可達1 cc***立方厘米***10萬個氫分子。這樣的密度乍一聽很密集,其實和我們身邊的空氣相比,分子云簡直是空蕩蕩的。在地球表面的大氣中,1 cc***立方厘米***含有大約2.7×1019個***1000萬億的27000倍***分子。也就是說,想在分子云中形成恆星與行星,就必須彙集更多的物質。

  分子云大小各異,有些分子云直徑甚至高達100ly,整體質量是太陽的100萬倍左右。從地球上觀測,分子云通常是暗的,就像一塊烏雲,因為它遮擋住了它背後恆星與星系的光芒,也被稱為“暗星雲”。

  分子云的緻密區塌縮,從而形成了太陽系的“種子”。

  如前文所述,分子云是氣體和固體塵埃的混合體。分子云核則是分子云中的物質高度密集區,恆星與行星都是在這裡誕生的。

  形成分子云核時,物質從各個方向聚整合團。因此分子云核內部初期的運動時毫無規律的。但在混亂的運動中,構成分子云核的物質的運動速度和方向都逐漸規律起來。

  然而,即使物質的運動十分規律,也終究會沿著某一個方向運動。這樣一來,分子云核就以某個軸為中心開始自轉。

  此外,研究認為,在一個分子云內部可以形成多個分子云核,且每一個分子云核的自轉軸方向都各自不同。準確的說,是每個分子云核都在朝不同方向移動。

  由於分子云核內部的物質密度巨大,因此自身的引力也比較強。由於不能抗衡自身引力,一些分子云核開始自我塌縮。但在離心力作用下分子云核的橫向塌縮被中和,因此分子云核坍塌成扁平狀。

  在坍塌之前,分子云核的直徑大致在0.3-1光年***數萬天文單位***。分子云核在向心聚集的同時,坍塌成扁平形。

  最終,在分子云核中心誕生了“原恆星”。分子云核的物質在原恆星的周圍旋轉形成超過100AU的圓盤形結構,這就是“原始星盤”。後來在原始星盤的內部誕生了行星。可以說在原始恆星誕生之初,行星的公轉平面和公轉方向就已經決定了。

  分子云的物質緊緊收縮,在其中心誕生了原始恆星。

  分子云核坍塌之後,周圍氣體不斷向其墜落,最終,在密度最大的中心形成了原恆星,在太陽系中,原始太陽也是這樣誕生的。

  周邊的物質不斷流入原恆星中。最新的計算機模擬表明,原恆星誕生之初時的質量大約是現在的千分之一。由於周圍氣體塵埃的不斷墜落,原恆星才逐漸變大,同時由於墜落物質中有巨大的動能轉化成熱能,原恆星比現在的明亮大約10倍。

  原恆星通過吸積周圍的物質不斷成長,然而,隨著時間的推移,墜入恆星內部的物質不斷減少,所以恆星的質量在這一階段就基本確定了。

  當墜落物質減少後,原恆星就會進入下一個階段。原恆星在自身引力的作用下收縮,致使中心的溫度不斷升高。科學家把質量小於太陽質量1/2的這一階段恆星叫做“金牛T型星” ***T Tauri Star***。在這一階段,原恆星的溫度還不夠高,尚不足以發生“4個氫原子核”核聚變成“1個氦原子核”的反應。

  幾千萬年後,原始恆星開始核聚變

  核聚變反應的具體過程是:兩個氫原子核***質子***聚合反應,形成氘原子核***重氫原子核***。然後一個氘原子核與一個氫原子核***質子***聚合反應形成“氦3原子核” 。

  最後,核聚變反應分別生成的兩個氦3原子核發生核聚變反應,生成氦4原子核。整個過程中都釋放了能量,但最後聚變成氦4原子核的階段釋放的能量最多。氦4原子核的核聚變反應一旦開始,就會一直持續穩定地反應下去。

  原恆星內部的物質經歷了上述過程,真正步入了恆星行列,這一狀態下的恆星稱為“主序星”,現在的太陽就是一顆主序星。

  原始太陽在誕生幾千萬年後才開始持續而穩定的核聚變反應。這時,我們可以說太陽誕生了!那麼行星又是怎樣形成的呢?

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