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為什麼所有行星都在同一軌道平面上?且都圍繞太陽轉,這是為何?
2023/09/27

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如果您曾經觀察過太陽系的模型,您可能已經注意到太陽、行星、衛星和小行星大致位于同一平面上。但這是為什麼呢?

要回答這個問題,我們必須回到太陽系的最開始,大約 45 億年前。

夏威夷大學馬諾阿分校的天文學家納德·哈希普爾告訴向他提出這個問題朋友,當時的太陽系只是一團巨大的、旋轉的塵埃和氣體云。那塊巨大的云有 12,000 個天文單位 (AU) 的跨度,1 AU 是地球和太陽之間的平均距離,大約 1.5 億公里。那朵云變得如此之大,以至于即使它只是充滿了塵埃和氣體分子,云本身也開始在自身質量的作用下坍塌和收縮。

隨著旋轉的塵埃和氣體云開始坍塌,它也變平了。想象一個比薩餅制造商將一塊旋轉的面團拋向空中。當它旋轉時,面團會膨脹,但會變得越來越薄和扁平。這就是早期太陽系發生的事情。

與此同時,在這片不斷變平的云團的中心,所有這些氣體分子都被擠在一起,它們被加熱了,在巨大的熱量和壓力下,氫和氦原子融合并以嬰兒恒星的形式啟動了數十億年的核反應。在接下來的 5000 萬年里,太陽繼續生長,從周圍收集氣體和塵埃,并爆發出強烈的熱量和輻射波。慢慢地,越來越大的太陽在它周圍清除了一個甜甜圈的空白空間。

隨著太陽的長大,云團繼續坍塌,形成圍繞恒星的一個圓盤變得越來越平坦,并以太陽為中心膨脹。最終,云團變成了一個稱為原行星盤的扁平結構,圍繞著這顆年輕恒星運行。該圓盤橫跨數百個天文單位,厚度僅為該距離的十分之一。

此后的數千萬年間,原行星盤中的塵埃粒子輕輕旋轉,時不時地相互碰撞。有些甚至粘在一起。在那幾百萬年里,那些粒子變成了毫米長的顆粒,那些顆粒變成了厘米長的鵝卵石,鵝卵石不斷碰撞粘在一起。

最終,原行星盤中的大部分物質粘在一起形成了巨大的物體。其中一些天體長得如此之大,以至于重力將它們塑造成球形行星、矮行星和衛星。其他物體的形狀變得不規則,如小行星、彗星和一些小衛星。

盡管這些物體的大小不同,但它們或多或少都停留在建筑材料起源的同一平面上。這就是為什麼即使在今天,太陽系的八顆行星和其他天體的軌道也大致相同。

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