行星是怎樣形成的？行星的排序有什麼規律嗎？天文學家給你答案

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圖解：我們太陽系擁有著各種各樣的行星

試想一下，地球和它的行星兄弟們最初不過是宇宙中的塵埃，會不會感到震驚。沒錯，天文學家都認為這確實發生在45億年前。那時我們的太陽也只是剛剛誕生的原恆星（protostar），透過引力不斷聚集更多的物質，並逐漸啟動其內部的核聚變。這時沒有太陽系，只有一個巨大的，不斷旋轉的粒子云，被稱為太陽星雲（solar nebula）。

為了弄清楚這些剩餘的氣體和塵埃是如何形成行星的，天文學家們對太陽系的結構進行了大量的研究來探尋線索。他們同時也研究了遠方其它年輕的恆星系，它們仍處於不同的發展階段。

隨著太陽的形成，剩餘的氣體和塵埃變成了一個旋轉的原行星盤（protoplanetary disk），在這些旋轉的碎片中，岩石粒子開始碰撞，形成了更大質量的顆粒，並透過引力吸引了更多的粒子。這些粒子在引力下收縮形成星子（planetesimals），這些星子相互碰撞從而形成了固體的太陽系內層行星。同樣的，氣體凝結成巨大的球體形成外層的氣態巨行星。

為什麼巖質行星離太陽較近而氣態巨行星離太陽較遠呢？一個理論認為是因為太陽風，太陽風是從恆星發出的穩定的等離子體流，最初的太陽風遠比今天強大，強大到將氫和氦等較輕元素吹離內層軌道。當這些元素到達外層軌道時，太陽風減弱，外層行星引力很快將他們捕獲，使它們膨脹到現在的形狀：冰和岩石構成的固態核心，覆蓋著稠密氣體。

這個行星形成理論是假定氣態巨行星總是出現在恆星系的外層軌道。然後，在1995年天文學家們發現了飛馬座51b（51 Pegasi b），是一個熱木星，或者說是一個氣態巨行星出現在距它恆星非常近的軌道上。這個發現需要一個新的理論，主要是說氣態巨行星必須誕生在遠離中央恆星的地方，之後逐漸遷移到內層軌道。

天文學家關於軌道遷移的理論，是說行星遷移是與其他天體引力相互拉鋸的結果，其過程需要上億年的時間，這段旅程也會摧毀它路徑上所有較小的內部行星。

我們對其它恆星系結構瞭解的越多，我們太陽系行星的形成也就瞭解得越多。

圖解：我們太陽系擁有著各種各樣的行星

太陽系的形成和演化是在46億年前開始的，巨大的分子云中一小部分開始重力塌縮。大部分塌縮的物質聚集在中心形成太陽，其餘的聚集在一個平面內形成一個原行星盤，行星、衛星、小行星和太陽系其它小天體都是在其中形成的。

這個理論被稱為星雲假說，由18世紀的伊曼紐爾·斯維登堡（Emanuel Swedenborg）、伊曼努爾·康德（Immanuel Kant）和皮埃爾-西蒙·拉普拉斯（Pierre-Simon Laplace）首次提出，隨後被天文學、物理學、地質學和行星學相互融合發展。直到上世紀50年代太空時代的黎明和90年代系外行星的發現，這一理論一直受到挑戰，不斷完善以解釋新的發現結果。

太陽系自最初形成以來已經有了很大的發展。許多衛星是由盤旋在其行星附近的氣體和塵埃構成的，其他的一些衛星則是獨立形成的，後來被行星所捕獲。還有一些，比如月球，則是一場巨大撞擊的結果。直至今日，天體之間的碰撞仍然在不斷髮生，並且是太陽系演化的核心。由於引力的相互作用，行星的位置也有可能發生變化。現在，人們認為行星遷移對太陽系的早期演化起了很大的作用。

在今後大約50億年的時間裡，太陽將不斷冷卻並且不斷向外膨脹，半徑將達到現在的許多倍（成為一顆紅巨星），最終太陽的外層將被剝離形成行星狀星雲，留下一個被稱為白矮星的恆星殘骸。在這遙遠的未來，太陽的引力將減小，對行星的束縛也將削弱。一些行星將被摧毀，另一些則會被拋到星際空間。最後，在幾百億年的時間長河中，很有可能再也沒有原始的天體圍繞太陽運行了。

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