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文檔簡介

1、簡述太陽系的形成過程馬培英太陽系是由太陽、九大行星、衛(wèi)星、小行星和彗星構成,其間還彌漫著稀薄的宇宙塵。關于太陽系的起源和演化人們已探索250多年,提出40多種假說,這些假說都是部分地解釋了太陽系的某些特征,而不能全面地反映太陽系的真實面貌,故迄今為止還沒有一個假說被人們所認可。研究太陽系的形成過程,必須從太陽系的基本特征入手,結合近些年來太陽系探測方面取得的成果,通過嚴密的數(shù)學計算,找到一條正確的解決途徑。一、太陽系的基本特征1各行星軌道具有共面性、同向性和近園性,大行星的規(guī)則衛(wèi)星也具有此特性。各行星的軌道都在黃道面附近,除水星傾角7和冥王星傾角17,其余傾角都小于3,基本上在同一個平面內,軌

2、道方向都與太陽自轉方向相同,且軌道的偏心率除水星為0.2和冥王星為0.25外其余都很小,表明軌道接近正園形。這一特點指出水星和冥王星必有和其它行星不同的形成過程。2.各行星之間的距離遵守提丟斯一彼得定則,即an=0.4+0.3X2n-2,n的取值為等于或大于2的正整數(shù),表示水星時n=-,但是冥王星的實測值和計算值相差甚遠,也說明水星和冥王星有特殊情況。人們還發(fā)現(xiàn)類地行星之間的距離僅相差0.30.5天文單位,而類木行星之間的距離都在410以上天文單位。3太陽系內各行星的自轉非常有趣,一般的行星自轉都與繞太陽公轉的方向一致,但是金星卻是逆向自轉,也就是它的自轉周期大于公轉周期,而天王星又是躺在軌道

3、上自轉,即天王星的赤道面和公轉軌道面成98交角,表明金星和天王星必經歷一次特殊的演化過程。4太陽系角動量的分布別具特色,太陽的質量占全系統(tǒng)質量的99.8%,但它的角動量僅占0.5%,而各行星和衛(wèi)星總質量不到0.2%,而占全系統(tǒng)角動量的99.5%,這不是人們想象的分布規(guī)律,表明它有獨特的形成方式。5太陽系的行星可分為兩大類,即類木行星和類地行星,二者有著截然不同的特征,類木行星在小行星帶外側,質量大、密度小、體積大、自轉快、有光環(huán)、衛(wèi)星多,星體表面為液態(tài),并有放熱現(xiàn)象金屬物質成分少,以氫氦和揮發(fā)性物質為主,處于低溫狀態(tài);類地行星在小行星帶內側,質量小、密度大、體積小、自轉慢、無光環(huán)、衛(wèi)星少或無,

4、星體表面是固態(tài),由硅酸鹽和含鐵物質構成,金屬物質比例大,溫度比類木行星都高。兩類行星的明顯區(qū)別表明它們不可能是一次以同一模式形成的,而是各有不同的形成機制。6太陽系眾多衛(wèi)星明顯地分為三大類,第一類是規(guī)則衛(wèi)星,衛(wèi)星總質量占本行星質量的萬分之幾或千分之幾,衛(wèi)星繞行星的軌道角動量總和只有行星自轉角動量的百分之一,衛(wèi)星距離分布也遵守提丟斯彼得定則,衛(wèi)星軌道也具有共面性和同向性。第二類是不規(guī)則衛(wèi)星,其特點是衛(wèi)星軌道傾角和偏心率都大,離行星距離分布不規(guī)則,還有的是逆行軌道。第三類是衛(wèi)星占本行星質量比例較大,角動量也大,如月球質量是地球的1/81,而月球繞地球公轉軌道的角動量是地球自轉角動量的5倍多,三類不

5、同衛(wèi)星表明有三種不同模式的形成過程。7.小行星帶處在木星和火星軌道之間,約有10萬余顆,總質量約為3X1024克,是地球質量的萬分之五,平均密度為3.5克/厘米3,以巖石等金屬元素構成,形狀多不規(guī)則,一般直徑在數(shù)百公里以下,小行星也有自轉。它們是怎樣形成的?8太陽系中還有一種奇特的天體彗星,彗星和小行星截然不同,彗星的主要成分是甲烷、氨和水等揮發(fā)性物質結成冰,占80%,其余為硅酸鹽和塵埃等,結構松散成臟雪球狀,溫度很低,在100K以下,彗星軌道有三種,即扁長的橢圓軌道、拋物線和雙曲線,當彗星走近太陽32天文單位開始生成彗發(fā)和彗尾,看去像個龐然大物,其實都是氣體和塵埃,彗核很小,大者有十幾公里,

6、小的僅幾十米。彗星分短周期彗星、長周期彗星和非周期彗星,長周期彗星和非周期彗星占已知彗星總數(shù)的五分之四,而短周期彗星僅占五分之一,短周期彗星根據軌道特點又分為木星族、土星族、天王星族和海王星族彗星。彗星都是短命的,在運行數(shù)百周或幾千周就會自行解體。那么彗星究竟來自何處?9.太陽基本概況,太陽位于太陽系的中心,質量為1.989X1033克,赤道半徑69.6萬公里,它的自轉周期,在赤道處為25.4天,兩極處為35天,太陽自轉角動量為1.63X1048克厘米2/秒,轉動能為2.4X1042爾格,太陽物質構成:氫占71%,氦占27%,其它元素占2%,已發(fā)現(xiàn)太陽有百余種元素,和地球元素基本相同,太陽表面

7、溫度5770K,中心溫度1.5X107K,太陽平均密度1.4克/厘米3,中心密度160克/厘米3,中心壓力3.4X1017達因/厘米2,高溫高壓高密中心區(qū)是核反應區(qū),正在進行氫燃燒,即發(fā)生質子一質子反應和碳氮循環(huán)反應,并釋放大量能量,太陽輻射總功率為3.83X1026焦耳/秒,有電磁輻射和粒子輻射,高速高溫的粒子輻射常稱作太陽風,太陽活動有耀斑、黑子、沖浪、噴焰、爆發(fā)日珥射電爆發(fā)和日冕中瞬變現(xiàn)象等,太陽活動大約11年為一個周期。太陽系的上述特征,是每個太陽系演化學說所必須回答的,并給予合理的令人信服的解釋。太陽系的形成過程太陽系的形成和太陽自身演化密不可分,太陽的形成要經歷三個時期五個過程,即

8、星云時期、變星時期和主序星時期,五個過程是冷凝收縮過程、快引力收縮過程、慢引力收縮過程、耀變過程和氫燃燒過程,而行星的形成僅僅是太陽演化過程中的副產品,也就是太陽演化到某個階段才形成了行星和衛(wèi)星等天體。這是個非常復雜的演化過程,既有規(guī)律性,又有特殊性,還有偶然性,本文只略述太陽系的形成過程,不作理論推導和復雜的數(shù)學計算,只給出計算的結果。1星云時期(包括冷凝收縮過程和快引力收縮過程)太陽系是銀河系的一部分,距銀心2.5萬光年,在獵戶旋臂附近,太陽帶領她的大家族以250公里/秒的速度繞銀河中心旋轉,周期約2億年,50億年之前若干億年太陽系原始星云就在這個位置上。她是巨大的銀河系原始氣體云團(即星

9、際云)冷縮斷裂后分離出來的一小塊星云,有初始速度和一定溫度(不是高溫),星云直徑約3000天文單位,其實星云沒有明顯的邊界,是個彌漫的氫氣團,密度很低,約10_17克/厘米3,星云質量是太陽質量的1.52倍,溫度在300K以下,有自轉,但很慢,幾乎和公轉同步,星云主要成分是氫,占71%,其次是氦占27%,其它各種元素占2%,這里面包括從超新星爆發(fā)飛來的重元素和金屬物質,還有揮發(fā)性物質和塵埃等。太陽系原始星云繞銀河系中心運轉,一開始就有角動量,在冷凝收縮過程中自轉加快,就使自轉不再與公轉同步,又由于星云內側和外側到銀心距離不等,在繞銀心做開普勒運動時形成速度梯度,里快外慢,出現(xiàn)較差轉動,星云在銀

10、心的潮汐力作用下發(fā)生湍動,并形成大大小小的渦流,各個渦流之間相互碰撞和兼并,又形成大的渦旋,最后形成一個更大的中心旋渦,由于星云繼續(xù)緩慢的冷凝收縮,旋渦自轉速度逐漸加快,大量物質開始向旋渦中心匯聚,致使中心區(qū)物質密度增大,引力增強,形成中心引力區(qū),于是物質又在引力作用下加快向中心旋落,星云的冷凝收縮逐漸被引力收縮所代替,這時星云已由原來的3000天文單位縮至70天文單位,大約經過幾十億年的時間,其間星云體溫度下降到幾十K,物質損失較大,部分物質散逸到宇宙空間。隨著星云中心引力區(qū)的增強,加快了物質向中心旋落,形成了星云坍縮,進入快引力收縮過程。在星云內部物質從四面八方沿著渦旋方向迅速向中心下落,

11、形成粗細不同的螺旋線式的物質流,星云也逐漸拉向扁平,形成闊邊帽式的園盤,螺線狀的物質流逐漸演變成四條旋臂,只要角動量不足就不會形成圓環(huán),只能形成旋臂。從正面看猶如縮小的銀河系,成旋渦結構,從側面看類似NGC4594天體(M104),在平行總角動量軸的方向上收縮不受限制,坍縮迅速,增加的引力勢能轉變?yōu)槲镔|的內能,而在赤道平面上收縮受到限制,這是因為受到離心加速度的作用削弱了引力,使收縮緩慢,才形成中央凸起四周扁平的帶有旋臂的園盤,從總體看星云仍在繼續(xù)收縮,角動量仍然向旋臂和中心區(qū)轉移,當內旋臂收縮到距中心5.2天文單位時,轉速逐漸達到13.1公里/秒,自轉產生的離心力和中心區(qū)的引力相平衡,旋臂就

12、停留在這一位置而不再收縮,但中心區(qū)的物質繼續(xù)快速收縮,中心區(qū)與旋臂發(fā)生斷裂,中心區(qū)繼續(xù)收縮形成原太陽,占星云總質量的99.8%,而四條旋臂的質量還不到0.2%,此時原太陽對旋臂仍有很強的引力作用,同樣旋臂也對原太陽有牽制作用,原太陽的自轉受到滯后作用,轉速漸漸減慢下來,把原太陽的角動量又轉移到旋臂上,這時旋臂上物質只要角動量不足還會繼續(xù)向中心旋落,但到達內旋臂處就不能再落下去了,因此內旋臂物質積累越來越多,而外旋臂物質相對減少了。當四條旋臂逐個達到開普勒軌道速度就演變成四道園環(huán),園環(huán)位置按提丟斯彼得定則分布,分別在木、土、天、海軌道位置上,它們的角動量占星云總角動量的99.5%,這就是太陽系角

13、動量分布奇特的原因。以此種方式形成的拉普拉斯環(huán)不存在所需角動量不足的困難。中心區(qū)坍縮成原太陽,物質密度增大,分子間相互碰撞頻繁,產生的內部壓強逐漸增大,使核心處物質擠壓在一起形成星核,并釋放大量能量,中心溫度升高,增加的熱能通過對流方式向外傳播,星體呈現(xiàn)微微放熱狀態(tài),整個星云體類似獵戶座KL紅外源區(qū)一樣的天體。星云時期的快引力收縮過程歷時很短,大約幾千年,我們常說太陽有50億年的歷史,大概就從這時算起吧。2變星時期(包括慢引力收縮過程和耀變過程)星云形成四道園環(huán)后,絕大部分質量都集中在中心區(qū)百分之一天文單位范圍內,物質密度大增,分子間相互碰撞更加頻繁,溫度升高,壓強增大。當內部輻射壓和自吸引力

14、接近相等時出現(xiàn)準流體平衡,星體不再收縮或者僅有微小脈動收縮,太陽的雛型基本形成,中心是快速旋轉的堅實星核,核外是輻射區(qū),再往外到表面是對流層,原太陽逐漸轉入慢引力收縮過程。原太陽內部物質運動非常復雜,因物質是氣態(tài)流體,與剛體大不一樣,在自轉中出現(xiàn)了許多復雜的運動狀態(tài),因慣性離心力的作用赤道物質有拉向扁平的趨勢,兩極處物質必向赤道方向流動,極處物質減少了,但引力的作用是維持球形水準面,所以也必有物質向兩極處流去,以補充那里的物質不足,于是在赤道兩側形成旋轉方向不同的渦流,并隨物質流動漸漸靠近赤道,這就是有名的蝴蝶圖,這種狀態(tài)直保持到現(xiàn)在,如太陽黑子運動。隨物質對流和自轉相互作用,角動量向赤道轉移

15、,從而形成星體的較差自轉。核心處高密高壓和高溫不斷增加,擾亂了熱平衡梯度,通過混合長把動能和熱量向外傳輸,溫度較低的物質向下沉,形成對流,并發(fā)展為從內到外的湍流。當中心溫度上升到2000K時,氫不能保持分子狀態(tài),而變成原子,并吸收大量熱能,促使壓力驟降,抵不住引力,中心區(qū)崩陷為體積更小密度更大的內核,并產生強烈的射電輻射,這些能量輻射可從星體稀薄處穿過而到達星體表面,因而可形成一些亮條,這就是HH式天體。星體內部不僅有高速運動分子產生的熱能,還有原子級釋放的電磁能,核心溫度更高,星體自轉雖然減慢下來,但星核還是快速自旋,核區(qū)附近的等離子體也隨之快速旋轉,星體磁場產生了,磁力線從兩極附近穿出,星

16、體這時產生了射電輻射,而內部熱能不斷傳送到表面,表面溫度可達1000K,并放射紅光,這種能量傳遞時起時伏,表面溫度也就忽高忽低,表現(xiàn)的星等就是忽大忽小的變化。有時能量積累到一定程度還會發(fā)生猛烈地噴發(fā),拋出物質,在幾天之內星等可上升5、6個等級,這個時期相當于金牛T型變星期或者類似鯨魚座UV型耀星期,即為耀變過程。原太陽中心區(qū)的溫度逐漸升高,當達到80萬K時,氫被點燃發(fā)生核聚變,首先是氫和氘聚變?yōu)橐粋€氦核,產生光子并釋放大量核能,突然猛增千百倍能量,必將產生猛烈地噴發(fā),星體亮度也就突然增亮好多倍,這就是耀星或新星爆發(fā),原太陽進入耀變過程,在這期間內發(fā)生過多次猛烈地噴發(fā),釋放大量能量和拋射物質,并

17、帶走一部分角動量,比較大的噴發(fā)有四次。因太陽質量不算太大,就沒有更大的全面爆發(fā),僅僅是局部噴發(fā)而已。噴發(fā)是從星體內部核反應區(qū)開始的,那里的星核自轉非???,可達每秒數(shù)百公里。物質具有極高的能量,因此噴出物高溫高速,第一次噴出物的質量約是太陽質量的百萬分之三,溫度一萬多度,噴出速度高達每秒616.5公里,呈熔融半流體狀態(tài),高速自旋,在飛離原太陽過程中邊降溫邊減速,當它到達目前金星軌道處速度剛好與開普勒軌道速度同步,便留在軌道上繞原太陽運轉。僅過幾十年,原太陽又發(fā)生第二次噴發(fā),噴出物比前次略多些,仍是高溫熔融狀態(tài),高速自旋,初速度比前次略大,當它進入到現(xiàn)今的地球軌道處便繞原太陽運行。又過數(shù)百年,原太

18、陽又發(fā)生第三次噴發(fā),這時的星核溫度進一步增高,達300萬度,發(fā)生氘、鋰、鈹、硼等核反應,釋放能量更大,噴出物質沒有前兩次多,但初速度卻大些,其中最大的一個團塊進入到現(xiàn)今的火星軌道上,更多的碎塊遍布在木星和火星軌道之間,經過三次噴發(fā),原太陽處于暫時休頓狀態(tài),持續(xù)幾千年,但星體中心溫度仍在繼續(xù)升高,當達到700萬度時發(fā)生四氫聚變氦的質子質子反應,釋放大量光子和能量,原太陽發(fā)生第四次猛烈噴發(fā),這次噴發(fā)物是太陽質量的千萬分之二,初速度比前三次都大,因此飛出更遠,其中一塊較大的噴出物撞擊在天王星邊緣,濺起的物質碎塊抵達海王星軌道處,更多的碎塊遍布太陽系空間,有的飛出海王星的外側。這時原太陽表面溫度上升到

19、數(shù)千度,放熱發(fā)光。一個光芒四射的恒星即將誕生。原太陽在變星時期大約有4億年。3主序星時期(包括氫燃燒過程和未發(fā)生的氦燃燒過程)原太陽經過幾次耀變逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài),進入氫燃燒過程,釋放核能,星核中心核反應區(qū)溫度可達1500萬度,核反應出現(xiàn)碳氮循環(huán)反應,但大量的還是質子質子反應,核中心密度達160克/厘米3,中心壓力3.4X1016帕,抵住星體的引力收縮,達到新的熱平衡梯度,不再發(fā)生噴發(fā)現(xiàn)象,進入相對穩(wěn)定期。這時星體表面溫度達5770K,成為G型星,太陽輻射主要是電磁輻射和帶電粒子流,外層大氣不斷發(fā)射的穩(wěn)定粒子流即太陽風,驅散星周物質,使太陽更加明朗了,成為一顆年輕的主序星。太陽在主序星期已有46

20、億年了。太陽活動仍在繼續(xù)中,表現(xiàn)為11年一個周期,說明太陽還在繼續(xù)演化中。當太陽中心溫度達到1億度,氦核聚變?yōu)樘己撕脱鹾朔磻?,進入氦燃燒過程。4類木行星和規(guī)則衛(wèi)星的形成原始星云在快引力收縮過程形成的四道園環(huán),恰在海、天、土、木四顆類木行星的軌道上,環(huán)內物質受中心天體的引力作用有向內運動的趨勢,還受慣性離心力作用有向外運動的趨勢,同時還有開普勒較差轉動的影響,必造成環(huán)物質形成大大小小的渦流,并相互碰撞和兼并,由小渦流變成大漩渦,最后形成一個帶有若干條旋臂(至少有四條大旋臂)的大旋渦和孤立的小漩渦,物質向漩渦中心匯聚,形成中心引力區(qū),加快了引力收縮,自轉速度更快了,慣性離心力也就更大了,當離心力和

21、中心體引力平衡時,星體就不再收縮,旋臂的旋轉速度達到開普勒軌道速度時就演變成衛(wèi)星園環(huán),形成闊邊帽式的天體,又經過引力吸積,清除行星軌道環(huán)上的物質,逐漸演變成原行星。原始星云密度是梯度分布,越往里密度越大,外部密度小,還因部分物質向內轉移,所以外側兩道環(huán)形成的兩顆行星質量就小,這就是海王星和天王星,內側兩道環(huán)形成的兩顆行星質量就大,這就是土星和木星,各行星內部都有堅實的星核,溫度高達數(shù)千度,最高可達3萬度,中心壓力為1012帕以上,但還不夠點燃氫的條件,沒有發(fā)生核聚變反應,產能機制仍然是引力勢能轉變而來的熱能和釋放原子級的電磁能,星核的高速旋轉形成磁場,內部熱能通過對流傳送到星體表面,因此類木行

22、星都有放熱現(xiàn)象和強度不同的射電輻射。木星的大紅斑便是內部熱能向外傳輸過程中形成的渦流,類木行星表面溫度都很低,呈液態(tài)狀,因星體是在收縮過程中形成的,為保持角動量守恒,自轉就快一些。中心體形成行星之后,周圍的衛(wèi)星園環(huán)在遠離洛希極限處只要達到洛希密度都可以形成衛(wèi)星,孤立的小漩渦也能形成小衛(wèi)星,這樣的衛(wèi)星都是規(guī)則衛(wèi)星,但在洛希極限附近及內側受本星體的潮汐作用,不會形成衛(wèi)星,只能以環(huán)的形式存在,因此四顆類木行星最初都有一個龐大壯觀的光環(huán)。5類地行星、月球和冥王星等的形成原太陽在耀變過程有四次猛烈地噴發(fā),高溫熔融半流體狀的噴出物在進入金星、地球和火星軌道處繞原太陽旋轉,成為原行星。在金星軌道的原行星質量

23、約為5.2X1027克,半徑6165公里,自轉周期2.72小時,自轉線速度為3.95公里/秒,由于原星體是從高溫熔融狀態(tài)凝固而成,所以星體成粘稠狀,粘滯系數(shù)很大,這時星體內部還沒有發(fā)生分異作用,在高速自旋中受慣性離心力的作用將星體拉成長球形,同時在原太陽引力的長期攝動下,長球形又逐漸變成一端大一端小的紡錘形,隨時間推移,紡錘形被拉開形成兩顆姊妹星,一大一小,互相繞著轉。根據角動量守恒原理,二星距離逐漸增大,繞轉速度就變慢當二星相距60萬公里時,它們繞質心的自轉幾乎和繞太陽的公轉同步。當二星距離接近61.6萬公里時,小星繞到大星的內側(即靠近原太陽這邊),太陽對小星的引力等于兩顆姐妹星之間的引力

24、,小星就不再轉到大星的外側了,而是二星共同繞原太陽公轉,這時二星自轉周期與公轉周期相等。但開普勒軌道是離太陽近速度大,離太陽遠速度小,在內側的小星軌道速度比大星軌道速度大,小星逐漸運行到大星的前面,同時在引力磨擦作用下將大星拉轉成逆向自轉,而自身也拉成順向自轉,但自轉很慢,隨時間推移,小星漸漸離開原有軌道而進入一條新的繞太陽軌道,又經過若干周期形成了今天的水星軌道,原有的姊妹星變成了金星和水星。因此水星的偏心率和傾角都大,自轉周期略小于公轉周期,而留在原軌道上的大星就是金星,它被拉成逆向自轉,同時拉斜一點,傾角略微偏大一些。進入到地球軌道的第二次噴出物質量是6.05X1027克,半徑為6444

25、公里,自轉周期5小時,自轉線速度2.2公里/秒,和上次同樣,從高溫熔融狀態(tài)凝固而成,星體內剛好要發(fā)生分異作用,受快速自轉的離心力作用和太陽的攝動,也是分離成一大一小的姊妹星,互繞質心共同轉動,由于太陽長期攝動,二星距離漸漸拉大,自轉也就逐漸變慢,直到今天地球和月球的位置,地球自轉周期為24小時,月球自轉和繞地球公轉同步,總是一面朝向地球。地月分離證據可在月球上找到,在月球朝向地球一面有個300米高的突起部分便是地月分離處的證據,地球上的分離處不易看到,其位置可能在非洲,而不象有的人所說月球是從太平洋分離出去的,如今月球仍以每年3厘米的速度遠離地球,可以推想再過若干萬年月球也會從地球身邊跑掉,而

26、進入太陽系內成為一顆新行星。原太陽的第三次噴出物有一大塊進入火星軌道后形成了火星和火星衛(wèi)星,但是火星的衛(wèi)星后來遭受一次小行星的猛烈碰撞,將它撞裂,并使軌道向火星方向內移,形成了今天的火衛(wèi)一,另一碎塊成為火衛(wèi)二。噴出物還有大量碎塊進入火星和木星軌道之間,逐漸冷凝形成小行星。還有一些碎塊被類木行星俘獲形成不規(guī)則衛(wèi)星,當然也有碎塊和塵埃進入光環(huán)和降落在其它天體上。原太陽第四次噴發(fā)比前三次猛烈得多,噴出物數(shù)量與第三次的差不多,初速度較大,噴出的物質遍布整個太陽系空間,其中有一大團塊快速自旋,質量約是冥王星的30倍,以617.49公里/秒的速度從原太陽噴發(fā)而出,進入到天王星軌道時正從天王星自轉軸上方斜沖

27、下來,撞擊在天王星邊緣上,把它的角動量傳遞給天王星,并隨天王星一起轉動98角,使天王星躺在軌道上自轉,同時在撞擊處濺起兩大塊物質和若干碎塊,在從天王星區(qū)飛出時形成一列,速度逐漸減慢下來,在進入海王星軌道時,前面一個質量為1.3X1025克,速度為4.7公里/秒,緊跟在后面的一塊質量為1.77X1024克,還有一些碎塊,最后面的一個質量為2.2X1025克,速度為4.4公里/秒,它們正好從海王星內側(靠近太陽的一邊)相距36萬公里處飛過,而這個位置恰是海王星衛(wèi)星的開普勒軌道,所以它們又被海王星俘獲為衛(wèi)星,并從海王星前面繞過來,成為逆行軌道衛(wèi)星,而前面的一個因為速度略大,形成的軌道偏心率就大,它的

28、遠星點必在朝向太陽的方向,也許經過幾個周期(或者僅一個周期),當它到達海王星的遠星點時恰受太陽引力作用又繞太陽運轉,成為太陽的一顆新行星,這就是冥王星,同時把它后面緊隨而來的那個小塊一同帶走,成為繞冥王星的一顆衛(wèi)星卡戎,所以冥王星軌道才有17傾角和0.25的偏心率,其軌道又與海王星軌道有交會處。當然那個質量為2.2X1025克的大塊就繞海王星逆行,成為海衛(wèi)一了。海衛(wèi)一上面少有隕坑,說明它是較后期形成的,缺少隕星撞擊.第四次噴發(fā)出來的碎塊物質遍布整個太陽系空間,有的被大行星俘獲成為衛(wèi)星,有的降落在各天體上變成隕星,還有的進入到四顆類木行星的光環(huán)里和小行星帶里,還有一部分飛到海王星外側,形成柯伊伯

29、帶。當然不排除后來有少量的彗星物質也進入到柯伊伯帶里,估計還會有一些碎塊飛出太陽系。6彗星的起源現(xiàn)在大多數(shù)人都認為彗星是來自奧爾特云和柯伊伯帶,其實這兩個觀點都不對,即使那里有小天體也不會跑到太陽系內形成彗星,彗星的真正發(fā)源地是類木行星的光環(huán),當初太陽系形成時四顆類木行星都有一個龐大的光環(huán),只因受到眾衛(wèi)星、太陽及其它行星的攝動和本星體的潮汐作用,光環(huán)具有了不穩(wěn)定性,在長期周期性攝動下,光環(huán)物質會受攝飛出光環(huán)的,進入太陽系里就形成了彗星,光環(huán)物質減少了,因此四個光環(huán)先后丟失全部或一部分,海、天、木環(huán)全部丟失掉,僅剩殘余部分就是今天看到的暗弱光環(huán),而土星的外環(huán)也丟失很多,僅剩洛希極限以內的光環(huán)了。

30、這些光環(huán)受攝程度不同,因此丟失光環(huán)有先有后,按次序應該是海、天、木、土。大量光環(huán)物質進入太陽系里,有時多有時少,多時形成了彗星期,即為海王星彗星期、天王星彗星期、木星彗星期和土星彗星期,共四個大彗星期和若干個亞彗星期,彗星期的出現(xiàn),給地球和其它天體降落了大量的彗星雨,造成地球史上的大冰期,地球才形成大氣層、水圈和生物圈。當然其它星球也降落了大量彗星雨,如火星和月球上的水就是證據。三、結論太陽系的情況很復雜,有許多獨特的現(xiàn)象令人費解,前人提出許多假說,試圖闡明太陽系演化問題,但又都不能全面地解釋太陽系的所有特征。本文則走出前人誤區(qū),打破太陽系一次成形說的觀念,而從一個嶄新的角度研究和探討太陽系的

31、形成和演化問題,提出太陽系是在兩個時期以不同方式形成的二次形成說新觀點,即:1在前人研究的基礎上,把太陽演化概括為三個時期五個過程,即星云時期、變星時期和主序星期,五個過程是冷凝收縮過程、快引力收縮過程、慢引力收縮過程、耀變過程和氫燃燒過程,這樣分法的目的便于了解太陽系全體在形成過程中的來龍去脈,走出研究太陽系演化只盯住九大行星和衛(wèi)星等方面而割斷太陽自身演化的誤區(qū),九大行星只不過是太陽演化到某個階段產生的副產品,即在快引力收縮過程形成的類木行星,在耀變過程產生的類地行星和冥王星,二者的不同特征告訴我們,它們不可能在同一時期以同一模式形成的,而是在兩次不同時期以不同方式形成的。2所謂太陽系角動量

32、分布異常是人們的一種誤解,這個問題困擾人們許多年而百思不得其解,說明我們還不了解太陽系的真實演化過程,最初從具有一定角動量的原始星云向恒星演化,在冷凝收縮過程中首先形成渦流,由渦流進一步形成帶有旋臂的大漩渦,旋臂斷裂,再收縮形成了中心區(qū)和行星園環(huán),中心區(qū)收縮成太陽的同時又把角動量轉移到旋臂,旋臂有了足夠的角動量就演變成行星環(huán)。行星環(huán)進一步演化形成類木行星等。這是因為旋渦結構是宇宙中最普遍的一種現(xiàn)象,在大旋渦里又有中旋渦,中旋渦里還有小旋渦,這是一種普遍規(guī)律,由此種方式形成的太陽系不存在角動量分布異常的問題,原太陽在耀變過程噴出大量物質必帶走一部分角動量,所以形成太陽后雖然質量很大但角動量很小,這就是太陽系角動量分布特殊的原因。3金星逆向自轉的獨特現(xiàn)象是怎樣發(fā)生的?只從金星自身找原因很難解決問題,或者認為是某天體碰撞造成的也太牽強,令人難以置信,如果和水星的特殊軌道(傾角和偏心率都大)聯(lián)系起來,把水星和金星看成是同胞胎的姊妹星,后來分手成為二顆行星,問題就全解決了。同時又可以解決長期爭論不休的月球起源問題,這就是說地球和月球起初也

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