簡(jiǎn)述太陽(yáng)系的形成過(guò)程

1、簡(jiǎn)述太陽(yáng)系的形成過(guò)程馬培英太陽(yáng)系是由太陽(yáng)、九大行星、衛(wèi)星、小行星和彗星構(gòu)成，其間還彌漫著稀薄的宇宙塵。關(guān)于太陽(yáng)系的起源和演化人們已探索250多年，提出40多種假說(shuō)，這些假說(shuō)都是部分地解釋了太陽(yáng)系的某些特征，而不能全面地反映太陽(yáng)系的真實(shí)面貌，故迄今為止還沒(méi)有一個(gè)假說(shuō)被人們所認(rèn)可。研究太陽(yáng)系的形成過(guò)程，必須從太陽(yáng)系的基本特征入手，結(jié)合近些年來(lái)太陽(yáng)系探測(cè)方面取得的成果，通過(guò)嚴(yán)密的數(shù)學(xué)計(jì)算，找到一條正確的解決途徑。一、 太陽(yáng)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

2、°，基本上在同一個(gè)平面內(nèi)，軌道方向都與太陽(yáng)自轉(zhuǎn)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(diǎn)指出水星和冥王星必有和其它行星不同的形成過(guò)程。2各行星之間的距離遵守提丟斯彼得定則，即an=0.4+0.3×2n-2，n的取值為等于或大于2的正整數(shù)，表示水星時(shí)n=，但是冥王星的實(shí)測(cè)值和計(jì)算值相差甚遠(yuǎn)，也說(shuō)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(yáng)系內(nèi)各行星的自轉(zhuǎn)非常有趣，一般的行星自轉(zhuǎn)都與繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的方向一致，但是金星卻是逆向自轉(zhuǎn)，也就是它的

3、自轉(zhuǎn)周期大于公轉(zhuǎn)周期，而天王星又是躺在軌道上自轉(zhuǎn)，即天王星的赤道面和公轉(zhuǎn)軌道面成98°交角，表明金星和天王星必經(jīng)歷一次特殊的演化過(guò)程。4太陽(yáng)系角動(dòng)量的分布別具特色，太陽(yáng)的質(zhì)量占全系統(tǒng)質(zhì)量的99.8%，但它的角動(dòng)量?jī)H占0.5%，而各行星和衛(wèi)星總質(zhì)量不到0.2%,而占全系統(tǒng)角動(dòng)量的99.5%，這不是人們想象的分布規(guī)律，表明它有獨(dú)特的形成方式。5太陽(yáng)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(cè)，質(zhì)量大、密度小、體積大、自轉(zhuǎn)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(zhì)成分少，以氫氦和揮發(fā)性物質(zhì)為主，處于低溫狀態(tài)；類地行星在小行星帶內(nèi)

4、側(cè)，質(zhì)量小、密度大、體積小、自轉(zhuǎn)慢、無(wú)光環(huán)、衛(wèi)星少或無(wú)，星體表面是固態(tài)，由硅酸鹽和含鐵物質(zhì)構(gòu)成，金屬物質(zhì)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(jī)制。推薦精選6太陽(yáng)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(zhì)量占本行星質(zhì)量的萬(wàn)分之幾或千分之幾，衛(wèi)星繞行星的軌道角動(dòng)量總和只有行星自轉(zhuǎn)角動(dòng)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(diǎn)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(zhì)量比例較大，角動(dòng)量也大，如月球質(zhì)量是地球的1/8

5、1，而月球繞地球公轉(zhuǎn)軌道的角動(dòng)量是地球自轉(zhuǎn)角動(dòng)量的5倍多，三類不同衛(wèi)星表明有三種不同模式的形成過(guò)程。7小行星帶處在木星和火星軌道之間，約有10萬(wàn)余顆，總質(zhì)量約為3×1024克，是地球質(zhì)量的萬(wàn)分之五，平均密度為3.5克/厘米3，以巖石等金屬元素構(gòu)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(zhuǎn)。它們是怎樣形成的？8太陽(yáng)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(zhì)結(jié)成冰，占80%，其余為硅酸鹽和塵埃等，結(jié)構(gòu)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(zhǎng)的橢圓軌道、拋物線和雙曲線，當(dāng)彗星走近太陽(yáng)32天文單位開(kāi)始生成彗發(fā)

6、和彗尾，看去像個(gè)龐然大物，其實(shí)都是氣體和塵埃，彗核很小，大者有十幾公里，小的僅幾十米。彗星分短周期彗星、長(zhǎng)周期彗星和非周期彗星，長(zhǎng)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(jù)軌道特點(diǎn)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(yùn)行數(shù)百周或幾千周就會(huì)自行解體。那么彗星究竟來(lái)自何處？9太陽(yáng)基本概況，太陽(yáng)位于太陽(yáng)系的中心，質(zhì)量為1.989×1033克，赤道半徑69.6萬(wàn)公里，它的自轉(zhuǎn)周期，在赤道處為25.4天，兩極處為35天，太陽(yáng)自轉(zhuǎn)角動(dòng)量為1.63×1048克·厘米2/秒，轉(zhuǎn)動(dòng)能為2.4×1042

7、爾格，太陽(yáng)物質(zhì)構(gòu)成：氫占71%，氦占27%，其它元素占2%，已發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)有百余種元素，和地球元素基本相同，太陽(yáng)表面溫度5770K，中心溫度1.5×107K，太陽(yáng)平均密度 1.4克/厘米3，中心密度160克/厘米3，中心壓力3.4×1017達(dá)因/厘米2，高溫高壓高密中心區(qū)是核反應(yīng)區(qū)，正在進(jìn)行氫燃燒，即發(fā)生質(zhì)子質(zhì)子反應(yīng)和碳氮循環(huán)反應(yīng)，并釋放大量能量，太陽(yáng)輻射總功率為3.83×1026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(yáng)風(fēng)，太陽(yáng)活動(dòng)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(yáng)活動(dòng)大約11年為一個(gè)周期。太陽(yáng)系的上述特征，是每個(gè)

8、太陽(yáng)系演化學(xué)說(shuō)所必須回答的，并給予合理的令人信服的解釋。二、 太陽(yáng)系的形成過(guò)程推薦精選太陽(yáng)系的形成和太陽(yáng)自身演化密不可分，太陽(yáng)的形成要經(jīng)歷三個(gè)時(shí)期五個(gè)過(guò)程，即星云時(shí)期、變星時(shí)期和主序星時(shí)期，五個(gè)過(guò)程是冷凝收縮過(guò)程、快引力收縮過(guò)程、慢引力收縮過(guò)程、耀變過(guò)程和氫燃燒過(guò)程，而行星的形成僅僅是太陽(yáng)演化過(guò)程中的副產(chǎn)品，也就是太陽(yáng)演化到某個(gè)階段才形成了行星和衛(wèi)星等天體。這是個(gè)非常復(fù)雜的演化過(guò)程，既有規(guī)律性，又有特殊性，還有偶然性，本文只略述太陽(yáng)系的形成過(guò)程，不作理論推導(dǎo)和復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算，只給出計(jì)算的結(jié)果。1星云時(shí)期 （包括冷凝收縮過(guò)程和快引力收縮過(guò)程）太陽(yáng)系是銀河系的一部分，距銀心2.5萬(wàn)光年，在獵戶旋臂

9、附近，太陽(yáng)帶領(lǐng)她的大家族以250公里/秒的速度繞銀河中心旋轉(zhuǎn)，周期約2億年，50億年之前若干億年太陽(yáng)系原始星云就在這個(gè)位置上。她是巨大的銀河系原始?xì)怏w云團(tuán)（即星際云）冷縮斷裂后分離出來(lái)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(shí)星云沒(méi)有明顯的邊界，是個(gè)彌漫的氫氣團(tuán)，密度很低，約10_17克/厘米3，星云質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的1.52倍，溫度在300K以下，有自轉(zhuǎn)，但很慢，幾乎和公轉(zhuǎn)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(lái)的重元素和金屬物質(zhì)，還有揮發(fā)性物質(zhì)和塵埃等。太陽(yáng)系原始星云繞銀河系中心運(yùn)轉(zhuǎn)，一開(kāi)始就有角

10、動(dòng)量，在冷凝收縮過(guò)程中自轉(zhuǎn)加快，就使自轉(zhuǎn)不再與公轉(zhuǎn)同步，又由于星云內(nèi)側(cè)和外側(cè)到銀心距離不等，在繞銀心做開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)時(shí)形成速度梯度，里快外慢，出現(xiàn)較差轉(zhuǎn)動(dòng)，星云在銀心的潮汐力作用下發(fā)生湍動(dòng)，并形成大大小小的渦流，各個(gè)渦流之間相互碰撞和兼并，又形成大的渦旋，最后形成一個(gè)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(zhuǎn)速度逐漸加快，大量物質(zhì)開(kāi)始向旋渦中心匯聚，致使中心區(qū)物質(zhì)密度增大，引力增強(qiáng)，形成中心引力區(qū)，于是物質(zhì)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(shí)星云已由原來(lái)的3000天文單位縮至70天文單位，大約經(jīng)過(guò)幾十億年的時(shí)間，其間星云體溫度下降到幾十K，物質(zhì)損失較大，

11、部分物質(zhì)散逸到宇宙空間。隨著星云中心引力區(qū)的增強(qiáng)，加快了物質(zhì)向中心旋落，形成了星云坍縮，進(jìn)入快引力收縮過(guò)程。在星云內(nèi)部物質(zhì)從四面八方沿著渦旋方向迅速向中心下落，形成粗細(xì)不同的螺旋線式的物質(zhì)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(zhì)流逐漸演變成四條旋臂，只要角動(dòng)量不足就不會(huì)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(jié)構(gòu)，從側(cè)面看類似NGC4594天體（M104），在平行總角動(dòng)量軸的方向上收縮不受限制，坍縮迅速，增加的引力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)的內(nèi)能，而在赤道平面上收縮受到限制，這是因?yàn)槭艿诫x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

12、星云仍在繼續(xù)收縮，角動(dòng)量仍然向旋臂和中心區(qū)轉(zhuǎn)移，當(dāng)內(nèi)旋臂收縮到距中心5.2天文單位時(shí)，轉(zhuǎn)速逐漸達(dá)到13.1公里/秒，自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和中心區(qū)的引力相平衡，旋臂就停留在這一位置而不再收縮，但中心區(qū)的物質(zhì)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(yáng)，占星云總質(zhì)量的99.8%，而四條旋臂的質(zhì)量還不到0.2%，此時(shí)原太陽(yáng)對(duì)旋臂仍有很強(qiáng)的引力作用，同樣旋臂也對(duì)原太陽(yáng)有牽制作用，原太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)受到滯后作用，轉(zhuǎn)速漸漸減慢下來(lái)，把原太陽(yáng)的角動(dòng)量又轉(zhuǎn)移到旋臂上，這時(shí)旋臂上物質(zhì)只要角動(dòng)量不足還會(huì)繼續(xù)向中心旋落，但到達(dá)內(nèi)旋臂處就不能再落下去了，因此內(nèi)旋臂物質(zhì)積累越來(lái)越多，而外旋臂物質(zhì)相對(duì)減少了。當(dāng)四條

13、旋臂逐個(gè)達(dá)到開(kāi)普勒軌道速度就演變成四道園環(huán)，園環(huán)位置按提丟斯推薦精選彼得定則分布，分別在木、土、天、海軌道位置上，它們的角動(dòng)量占星云總角動(dòng)量的99.5%，這就是太陽(yáng)系角動(dòng)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(dòng)量不足的困難。中心區(qū)坍縮成原太陽(yáng)，物質(zhì)密度增大，分子間相互碰撞頻繁，產(chǎn)生的內(nèi)部壓強(qiáng)逐漸增大，使核心處物質(zhì)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(guò)對(duì)流方式向外傳播，星體呈現(xiàn)微微放熱狀態(tài)，整個(gè)星云體類似獵戶座KL紅外源區(qū)一樣的天體。星云時(shí)期的快引力收縮過(guò)程歷時(shí)很短，大約幾千年，我們常說(shuō)太陽(yáng)有50億年的歷史，大概就從這時(shí)算起吧。2變星時(shí)期（包括慢引力收

14、縮過(guò)程和耀變過(guò)程）星云形成四道園環(huán)后，絕大部分質(zhì)量都集中在中心區(qū)百分之一天文單位范圍內(nèi)，物質(zhì)密度大增，分子間相互碰撞更加頻繁，溫度升高，壓強(qiáng)增大。當(dāng)內(nèi)部輻射壓和自吸引力接近相等時(shí)出現(xiàn)準(zhǔn)流體平衡，星體不再收縮或者僅有微小脈動(dòng)收縮，太陽(yáng)的雛型基本形成，中心是快速旋轉(zhuǎn)的堅(jiān)實(shí)星核，核外是輻射區(qū)，再往外到表面是對(duì)流層，原太陽(yáng)逐漸轉(zhuǎn)入慢引力收縮過(guò)程。原太陽(yáng)內(nèi)部物質(zhì)運(yùn)動(dòng)非常復(fù)雜，因物質(zhì)是氣態(tài)流體，與剛體大不一樣，在自轉(zhuǎn)中出現(xiàn)了許多復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因慣性離心力的作用赤道物質(zhì)有拉向扁平的趨勢(shì)，兩極處物質(zhì)必向赤道方向流動(dòng)，極處物質(zhì)減少了，但引力的作用是維持球形水準(zhǔn)面，所以也必有物質(zhì)向兩極處流去，以補(bǔ)充那里的物質(zhì)不

15、足，于是在赤道兩側(cè)形成旋轉(zhuǎn)方向不同的渦流，并隨物質(zhì)流動(dòng)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(yáng)黑子運(yùn)動(dòng)。隨物質(zhì)對(duì)流和自轉(zhuǎn)相互作用，角動(dòng)量向赤道轉(zhuǎn)移，從而形成星體的較差自轉(zhuǎn)。核心處高密高壓和高溫不斷增加，擾亂了熱平衡梯度，通過(guò)混合長(zhǎng)把動(dòng)能和熱量向外傳輸，溫度較低的物質(zhì)向下沉，形成對(duì)流，并發(fā)展為從內(nèi)到外的湍流。當(dāng)中心溫度上升到2000K時(shí)，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(nèi)核，并產(chǎn)生強(qiáng)烈的射電輻射，這些能量輻射可從星體稀薄處穿過(guò)而到達(dá)星體表面，因而可形成一些亮條，這就是HH式天體。推薦精選星體內(nèi)部不僅有高

16、速運(yùn)動(dòng)分子產(chǎn)生的熱能，還有原子級(jí)釋放的電磁能，核心溫度更高，星體自轉(zhuǎn)雖然減慢下來(lái)，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(zhuǎn)，星體磁場(chǎng)產(chǎn)生了，磁力線從兩極附近穿出，星體這時(shí)產(chǎn)生了射電輻射，而內(nèi)部熱能不斷傳送到表面，表面溫度可達(dá)1000K，并放射紅光，這種能量傳遞時(shí)起時(shí)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(shí)能量積累到一定程度還會(huì)發(fā)生猛烈地噴發(fā)，拋出物質(zhì)，在幾天之內(nèi)星等可上升5、6個(gè)等級(jí)，這個(gè)時(shí)期相當(dāng)于金牛T型變星期或者類似鯨魚(yú)座UV型耀星期，即為耀變過(guò)程。原太陽(yáng)中心區(qū)的溫度逐漸升高，當(dāng)達(dá)到80萬(wàn)K時(shí)，氫被點(diǎn)燃發(fā)生核聚變，首先是氫和氘聚變?yōu)橐粋€(gè)氦核，產(chǎn)生光子并釋放大

17、量核能，突然猛增千百倍能量，必將產(chǎn)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(yáng)進(jìn)入耀變過(guò)程，在這期間內(nèi)發(fā)生過(guò)多次猛烈地噴發(fā)，釋放大量能量和拋射物質(zhì)，并帶走一部分角動(dòng)量，比較大的噴發(fā)有四次。因太陽(yáng)質(zhì)量不算太大，就沒(méi)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(nèi)部核反應(yīng)區(qū)開(kāi)始的，那里的星核自轉(zhuǎn)非?？?，可達(dá)每秒數(shù)百公里。物質(zhì)具有極高的能量，因此噴出物高溫高速，第一次噴出物的質(zhì)量約是太陽(yáng)質(zhì)量的百萬(wàn)分之三，溫度一萬(wàn)多度，噴出速度高達(dá)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(yáng)過(guò)程中邊降溫邊減速，當(dāng)它到達(dá)目前金星軌道處速度剛好與開(kāi)普勒軌道速度同步，便留在軌道

18、上繞原太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)。僅過(guò)幾十年，原太陽(yáng)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(dāng)它進(jìn)入到現(xiàn)今的地球軌道處便繞原太陽(yáng)運(yùn)行。又過(guò)數(shù)百年，原太陽(yáng)又發(fā)生第三次噴發(fā)，這時(shí)的星核溫度進(jìn)一步增高，達(dá)300萬(wàn)度，發(fā)生氘、鋰、鈹、硼等核反應(yīng)，釋放能量更大，噴出物質(zhì)沒(méi)有前兩次多，但初速度卻大些，其中最大的一個(gè)團(tuán)塊進(jìn)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(jīng)過(guò)三次噴發(fā)，原太陽(yáng)處于暫時(shí)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(dāng)達(dá)到700萬(wàn)度時(shí)發(fā)生四氫聚變氦的質(zhì)子質(zhì)子反應(yīng)，釋放大量光子和能量，原太陽(yáng)發(fā)生第四次猛烈噴發(fā)，這次噴發(fā)物是太陽(yáng)質(zhì)量的千萬(wàn)分之二，

19、初速度比前三次都大，因此飛出更遠(yuǎn)，其中一塊較大的噴出物撞擊在天王星邊緣，濺起的物質(zhì)碎塊抵達(dá)海王星軌道處，更多的碎塊遍布太陽(yáng)系空間，有的飛出海王星的外側(cè)。這時(shí)原太陽(yáng)表面溫度上升到數(shù)千度，放熱發(fā)光。一個(gè)光芒四射的恒星即將誕生。原太陽(yáng)在變星時(shí)期大約有4億年。3主序星時(shí)期（包括氫燃燒過(guò)程和未發(fā)生的氦燃燒過(guò)程）原太陽(yáng)經(jīng)過(guò)幾次耀變逐漸趨于穩(wěn)定狀態(tài)，進(jìn)入氫燃燒過(guò)程，釋放核能，星核中心核反應(yīng)區(qū)溫度可達(dá)1500萬(wàn)度，核反應(yīng)出現(xiàn)碳氮循環(huán)反應(yīng)，但大量的還是質(zhì)子質(zhì)子反應(yīng)，核中心密度達(dá)160克/厘米推薦精選3，中心壓力3.4×1016帕,抵住星體的引力收縮,達(dá)到新的熱平衡梯度,不再發(fā)生噴發(fā)現(xiàn)象,進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定期

20、。這時(shí)星體表面溫度達(dá)5770 K，成為G型星，太陽(yáng)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(yáng)風(fēng)，驅(qū)散星周物質(zhì)，使太陽(yáng)更加明朗了，成為一顆年輕的主序星。太陽(yáng)在主序星期已有46億年了。太陽(yáng)活動(dòng)仍在繼續(xù)中，表現(xiàn)為11年一個(gè)周期，說(shuō)明太陽(yáng)還在繼續(xù)演化中。當(dāng)太陽(yáng)中心溫度達(dá)到1億度，氦核聚變?yōu)樘己撕脱鹾朔磻?yīng)，進(jìn)入氦燃燒過(guò)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(guò)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(nèi)物質(zhì)受中心天體的引力作用有向內(nèi)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，還受慣性離心力作用有向外運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)還有開(kāi)普勒較差轉(zhuǎn)動(dòng)的影響，必造成環(huán)物質(zhì)形成大大小小的渦流，并相互碰撞和

21、兼并，由小渦流變成大漩渦，最后形成一個(gè)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(zhì)向漩渦中心匯聚，形成中心引力區(qū)，加快了引力收縮，自轉(zhuǎn)速度更快了，慣性離心力也就更大了，當(dāng)離心力和中心體引力平衡時(shí)，星體就不再收縮，旋臂的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到開(kāi)普勒軌道速度時(shí)就演變成衛(wèi)星園環(huán)，形成闊邊帽式的天體，又經(jīng)過(guò)引力吸積，清除行星軌道環(huán)上的物質(zhì)，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(zhì)向內(nèi)轉(zhuǎn)移，所以外側(cè)兩道環(huán)形成的兩顆行星質(zhì)量就小，這就是海王星和天王星，內(nèi)側(cè)兩道環(huán)形成的兩顆行星質(zhì)量就大，這就是土星和木星，各行星內(nèi)部都有堅(jiān)實(shí)的星核，溫度高達(dá)數(shù)千度，最高可達(dá)3萬(wàn)

22、度，中心壓力為1012帕以上，但還不夠點(diǎn)燃?xì)涞臈l件，沒(méi)有發(fā)生核聚變反應(yīng)，產(chǎn)能機(jī)制仍然是引力勢(shì)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的熱能和釋放原子級(jí)的電磁能，星核的高速旋轉(zhuǎn)形成磁場(chǎng)，內(nèi)部熱能通過(guò)對(duì)流傳送到星體表面，因此類木行星都有放熱現(xiàn)象和強(qiáng)度不同的射電輻射。木星的大紅斑便是內(nèi)部熱能向外傳輸過(guò)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(guò)程中形成的，為保持角動(dòng)量守恒，自轉(zhuǎn)就快一些。中心體形成行星之后，周圍的衛(wèi)星園環(huán)在遠(yuǎn)離洛希極限處只要達(dá)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(nèi)側(cè)受本星體的潮汐作用，不會(huì)形成衛(wèi)星，只能以環(huán)的形式存在，因此四顆類木行

23、星最初都有一個(gè)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(yáng)在耀變過(guò)程有四次猛烈地噴發(fā)，高溫熔融半流體狀的噴出物在進(jìn)入金星、地球和火星軌道處繞原太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，成為原行星。在金星軌道的原行星質(zhì)量約為5.2×1027克,半徑6165公里，自轉(zhuǎn)周期2.72小時(shí),自轉(zhuǎn)線速度為3.95公里/秒，推薦精選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(shí)星體內(nèi)部還沒(méi)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(zhǎng)球形，同時(shí)在原太陽(yáng)引力的長(zhǎng)期攝動(dòng)下，長(zhǎng)球形又逐漸變成一端大一端小的紡錘形，隨時(shí)間推移，紡錘形被拉開(kāi)形成兩顆姊妹星，一大一小，互相繞著轉(zhuǎn)。根據(jù)角動(dòng)量守恒

24、原理，二星距離逐漸增大，繞轉(zhuǎn)速度就變慢，當(dāng)二星相距60萬(wàn)公里時(shí)，它們繞質(zhì)心的自轉(zhuǎn)幾乎和繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)同步。當(dāng)二星距離接近61.6萬(wàn)公里時(shí)，小星繞到大星的內(nèi)側(cè)（即靠近原太陽(yáng)這邊），太陽(yáng)對(duì)小星的引力等于兩顆姐妹星之間的引力，小星就不再轉(zhuǎn)到大星的外側(cè)了，而是二星共同繞原太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，這時(shí)二星自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)周期相等。但開(kāi)普勒軌道是離太陽(yáng)近速度大，離太陽(yáng)遠(yuǎn)速度小，在內(nèi)側(cè)的小星軌道速度比大星軌道速度大，小星逐漸運(yùn)行到大星的前面，同時(shí)在引力磨擦作用下將大星拉轉(zhuǎn)成逆向自轉(zhuǎn)，而自身也拉成順向自轉(zhuǎn)，但自轉(zhuǎn)很慢，隨時(shí)間推移，小星漸漸離開(kāi)原有軌道而進(jìn)入一條新的繞太陽(yáng)軌道，又經(jīng)過(guò)若干周期形成了今天的水星軌道，原有的姊妹星變成

25、了金星和水星。因此水星的偏心率和傾角都大，自轉(zhuǎn)周期略小于公轉(zhuǎn)周期，而留在原軌道上的大星就是金星，它被拉成逆向自轉(zhuǎn)，同時(shí)拉斜一點(diǎn)，傾角略微偏大一些。進(jìn)入到地球軌道的第二次噴出物質(zhì)量是6.05×1027克,半徑為6444公里,自轉(zhuǎn)周期5小時(shí),自轉(zhuǎn)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(nèi)剛好要發(fā)生分異作用，受快速自轉(zhuǎn)的離心力作用和太陽(yáng)的攝動(dòng),也是分離成一大一小的姊妹星,互繞質(zhì)心共同轉(zhuǎn)動(dòng),由于太陽(yáng)長(zhǎng)期攝動(dòng),二星距離漸漸拉大,自轉(zhuǎn)也就逐漸變慢,直到今天地球和月球的位置,地球自轉(zhuǎn)周期為24小時(shí),月球自轉(zhuǎn)和繞地球公轉(zhuǎn)同步,總是一面朝向地球。地月分離證據(jù)可在月球上找到，在月球

26、朝向地球一面有個(gè)300米高的突起部分便是地月分離處的證據(jù)，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(shuō)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(yuǎn)離地球，可以推想再過(guò)若干萬(wàn)年月球也會(huì)從地球身邊跑掉，而進(jìn)入太陽(yáng)系內(nèi)成為一顆新行星。原太陽(yáng)的第三次噴出物有一大塊進(jìn)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(lái)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(nèi)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(jìn)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(dāng)然也有碎塊和塵埃進(jìn)入光環(huán)和降落在其它天體上。原太陽(yáng)第四次噴

27、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(zhì)遍布整個(gè)太陽(yáng)系空間，其中有一大團(tuán)塊快速自旋，質(zhì)量約是冥王星的30倍，以617.49公里/秒的速度從原太陽(yáng)噴發(fā)而出,進(jìn)入到天王星軌道時(shí)正從天王星自轉(zhuǎn)軸上方斜沖下來(lái)，撞擊在天王星邊緣上，把它的角動(dòng)量傳遞給天王星，并隨天王星一起轉(zhuǎn)動(dòng)98推薦精選°角，使天王星躺在軌道上自轉(zhuǎn)，同時(shí)在撞擊處濺起兩大塊物質(zhì)和若干碎塊，在從天王星區(qū)飛出時(shí)形成一列，速度逐漸減慢下來(lái)，在進(jìn)入海王星軌道時(shí)，前面一個(gè)質(zhì)量為1.3×1025克,速度為4.7公里/秒,緊跟在后面的一塊質(zhì)量為1.77×1024克,還有一些碎塊,最后面的一個(gè)質(zhì)

28、量為2.2×1025克,速度為4.4公里/秒,它們正好從海王星內(nèi)側(cè)(靠近太陽(yáng)的一邊)相距36萬(wàn)公里處飛過(guò),而這個(gè)位置恰是海王星衛(wèi)星的開(kāi)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(guò)來(lái),成為逆行軌道衛(wèi)星,而前面的一個(gè)因?yàn)樗俣嚷源?形成的軌道偏心率就大,它的遠(yuǎn)星點(diǎn)必在朝向太陽(yáng)的方向,也許經(jīng)過(guò)幾個(gè)周期(或者僅一個(gè)周期),當(dāng)它到達(dá)海王星的遠(yuǎn)星點(diǎn)時(shí)恰受太陽(yáng)引力作用又繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn),成為太陽(yáng)的一顆新行星,這就是冥王星,同時(shí)把它后面緊隨而來(lái)的那個(gè)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(huì)處。當(dāng)然那個(gè)質(zhì)量為2

29、.2×1025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(shuō)明它是較后期形成的,缺少隕星撞擊.第四次噴發(fā)出來(lái)的碎塊物質(zhì)遍布整個(gè)太陽(yáng)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(jìn)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(cè)，形成柯伊伯帶。當(dāng)然不排除后來(lái)有少量的彗星物質(zhì)也進(jìn)入到柯伊伯帶里，估計(jì)還會(huì)有一些碎塊飛出太陽(yáng)系。6彗星的起源現(xiàn)在大多數(shù)人都認(rèn)為彗星是來(lái)自?shī)W爾特云和柯伊伯帶，其實(shí)這兩個(gè)觀點(diǎn)都不對(duì)，即使那里有小天體也不會(huì)跑到太陽(yáng)系內(nèi)形成彗星，彗星的真正發(fā)源地是類木行星的光環(huán)，當(dāng)初太陽(yáng)系形成時(shí)四顆類木行星都有一個(gè)龐大的光環(huán)，只因受到眾

30、衛(wèi)星、太陽(yáng)及其它行星的攝動(dòng)和本星體的潮汐作用，光環(huán)具有了不穩(wěn)定性，在長(zhǎng)期周期性攝動(dòng)下，光環(huán)物質(zhì)會(huì)受攝飛出光環(huán)的，進(jìn)入太陽(yáng)系里就形成了彗星，光環(huán)物質(zhì)減少了，因此四個(gè)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(nèi)的光環(huán)了。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(yīng)該是海、天、木、土。大量光環(huán)物質(zhì)進(jìn)入太陽(yáng)系里，有時(shí)多有時(shí)少，多時(shí)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(gè)大彗星期和若干個(gè)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

31、氣層、水圈和生物圈。當(dāng)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(jù)。推薦精選三、結(jié)論太陽(yáng)系的情況很復(fù)雜，有許多獨(dú)特的現(xiàn)象令人費(fèi)解，前人提出許多假說(shuō)，試圖闡明太陽(yáng)系演化問(wèn)題，但又都不能全面地解釋太陽(yáng)系的所有特征。本文則走出前人誤區(qū)，打破太陽(yáng)系一次成形說(shuō)的觀念，而從一個(gè)嶄新的角度研究和探討太陽(yáng)系的形成和演化問(wèn)題，提出太陽(yáng)系是在兩個(gè)時(shí)期以不同方式形成的二次形成說(shuō)新觀點(diǎn)，即：1在前人研究的基礎(chǔ)上，把太陽(yáng)演化概括為三個(gè)時(shí)期五個(gè)過(guò)程，即星云時(shí)期、變星時(shí)期和主序星期，五個(gè)過(guò)程是冷凝收縮過(guò)程、快引力收縮過(guò)程 、慢引力收縮過(guò)程、耀變過(guò)程和氫燃燒過(guò)程，這樣分法的目的便于了解太陽(yáng)系全體在形成過(guò)程中的來(lái)龍

32、去脈，走出研究太陽(yáng)系演化只盯住九大行星和衛(wèi)星等方面而割斷太陽(yáng)自身演化的誤區(qū)，九大行星只不過(guò)是太陽(yáng)演化到某個(gè)階段產(chǎn)生的副產(chǎn)品，即在快引力收縮過(guò)程形成的類木行星，在耀變過(guò)程產(chǎn)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(shí)期以同一模式形成的，而是在兩次不同時(shí)期以不同方式形成的。2所謂太陽(yáng)系角動(dòng)量分布異常是人們的一種誤解，這個(gè)問(wèn)題困擾人們?cè)S多年而百思不得其解，說(shuō)明我們還不了解太陽(yáng)系的真實(shí)演化過(guò)程，最初從具有一定角動(dòng)量的原始星云向恒星演化，在冷凝收縮過(guò)程中首先形成渦流，由渦流進(jìn)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(yáng)的同時(shí)又把角動(dòng)量轉(zhuǎn)移到旋臂，

33、旋臂有了足夠的角動(dòng)量就演變成行星環(huán)。行星環(huán)進(jìn)一步演化形成類木行星等。這是因?yàn)樾郎u結(jié)構(gòu)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(yáng)系不存在角動(dòng)量分布異常的問(wèn)題，原太陽(yáng)在耀變過(guò)程噴出大量物質(zhì)必帶走一部分角動(dòng)量，所以形成太陽(yáng)后雖然質(zhì)量很大但角動(dòng)量很小,這就是太陽(yáng)系角動(dòng)量分布特殊的原因。3金星逆向自轉(zhuǎn)的獨(dú)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(wèn)題，或者認(rèn)為是某天體碰撞造成的也太牽強(qiáng)，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(lái)，把水星和金星看成是同胞胎的姊妹星，后來(lái)分手成為二顆行星，問(wèn)題就全解決了。同時(shí)又可以解決長(zhǎng)期爭(zhēng)論不休的月球起源問(wèn)題，這就是說(shuō)地球和月球起初也是同胞胎姊妹星。這個(gè)證據(jù)是不難找到的。4天王星又偏偏躺在軌