黃靖芳
在幼年的太陽(yáng)周?chē)幸恍m埃氣體,它們是太陽(yáng)形成后的殘留物。這些塵埃環(huán)繞在太陽(yáng)的周?chē)?,成為一個(gè)巨大的圓環(huán),圓環(huán)中揮發(fā)性的物質(zhì)變成了氣體,只留下堅(jiān)硬的巖石成為較小的行星,還有另一些揮發(fā)性的氣體,在更遠(yuǎn)的地方變成了冰冷的物質(zhì),它們組成了體積龐大的木星、土星、海王星和天王星。
這種說(shuō)法由來(lái)已久,但是現(xiàn)在人們才發(fā)現(xiàn),這其中存在的矛盾越來(lái)越多?,F(xiàn)在的天文學(xué)家按照計(jì)算機(jī)演示發(fā)現(xiàn),在火星的位置應(yīng)該有一顆大行星,這顆行星應(yīng)該有十幾倍的地球質(zhì)量,但現(xiàn)實(shí)是僅有一顆可憐的火星,質(zhì)量只相當(dāng)于地球的11%。不僅火星太小,就連它的鄰居——地球的質(zhì)量也很小,它倆合在一起的質(zhì)量還不到預(yù)計(jì)行星的1/10。
這2個(gè)小個(gè)子的存在顯然不符合演化模型。天文學(xué)家認(rèn)為,這里丟失了很多的質(zhì)量。恒星身邊都有大行星,這種情況在宇宙中十分普遍,但太陽(yáng)系就這么奇怪,較大的行星都在太陽(yáng)系外側(cè)。
逼入太陽(yáng)系
天文學(xué)家認(rèn)為,太陽(yáng)系在早期形成的時(shí)候,在靠近太陽(yáng)的地方應(yīng)該存在一顆大行星。只不過(guò)它被土星和木星這兩個(gè)巨無(wú)霸欺負(fù),驅(qū)趕著它靠近了太陽(yáng),最后墜落到太陽(yáng)上面。
木星和土星的質(zhì)量都很大,這就讓它們有了巨大的引力,而且它們也不是在目前這個(gè)位置形成的。
就拿木星來(lái)說(shuō),它是在3.5個(gè)天文單位的地方形成的。一個(gè)天文單位,也就是地球到太陽(yáng)的距離。在那個(gè)地方形成之后,它并沒(méi)有閑著,而是一圈又一圈地靠近太陽(yáng),直至來(lái)到距離太陽(yáng)1.5個(gè)天文單位的地方。隨后它又開(kāi)始向外擴(kuò)張,環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道一圈比一圈大,最后來(lái)到了現(xiàn)在距離太陽(yáng)5.2個(gè)天文單位的地方。
與木星一起遷移的還有土星,據(jù)推測(cè),土星可能是在木星外側(cè)4.5個(gè)天文單位的地方形成的。之后它也經(jīng)歷了一次靠近太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng),最后又隨木星一點(diǎn)點(diǎn)地向外擴(kuò)張,走到了今天距離太陽(yáng)9.5個(gè)天文單位的地方。
當(dāng)木星和土星向太陽(yáng)系內(nèi)側(cè)遷移時(shí),會(huì)把本來(lái)更靠近太陽(yáng)的行星排擠掉。受到這樣聯(lián)手的打擊,這些行星的運(yùn)行軌跡會(huì)一圈比一圈小,最終墜落到太陽(yáng)上面。那木星和土星為什么沒(méi)有墜落到太陽(yáng)上呢?這是因?yàn)樗鼈冏罱K形成了軌道共振,也就是木星圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)3圈,土星就會(huì)公轉(zhuǎn)2圈,這種共振是一種穩(wěn)定的關(guān)系,起到了緊急剎車(chē)的作用。
被拋入邊疆
研究日外行星的科學(xué)家認(rèn)為,行星的遷移在一個(gè)行星系中是很常見(jiàn)的事情。它能把其他行星推進(jìn)深淵,最終墜入恒星,也能把其他大行星排擠掉,將它們甩入行星系的外圍。
有跡象表明,太陽(yáng)系邊疆存在一顆質(zhì)量很大的行星,它的質(zhì)量大得出奇,絕不是普通的柯伊伯帶天體。那么,太陽(yáng)系邊緣的這個(gè)大行星必然是在太陽(yáng)系內(nèi)側(cè)形成,而后遷移到太陽(yáng)系邊緣的。
當(dāng)木星和土星形成了軌道共振,穩(wěn)定下來(lái)后,更外側(cè)的天王星和海王星也隨之穩(wěn)定了下來(lái)。接下來(lái),天王星和海王星也形成了軌道共振,達(dá)到了同盟的作用。這兩對(duì)同盟的共同作用阻止了外太陽(yáng)系的星體進(jìn)入太陽(yáng)系的內(nèi)部。同時(shí),它們也一起使勁,把本來(lái)該在柯伊伯帶形成的大行星排擠到了太陽(yáng)系的邊疆。
之前,這顆遭到排擠的大家伙被稱(chēng)為“第十大行星”,冥王星被除名后,它又被稱(chēng)為“第九大行星”。這是一個(gè)神秘的大行星,迄今也未在我們眼前露面,但已有的證據(jù)表明,它就隱藏在太陽(yáng)系的邊疆。