為什麼太陽系行星布局如此的與眾不同?可能是木星背後引導的結果

2021-01-10 探索浩瀚星空

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地球是人類生存的家園,而在地球之外則是直徑達2光年有太陽系。人類走出地球之後,第一眼看到的就是我們的母星系太陽系,通過觀測我們了解了太陽系的行星結構,知道整個太陽系有八大行星。

八大行星中,有四顆是類地行星,有四顆是氣態行星,這種對半分的排列讓不少人感到不可思議。最初科學家認為,銀河系有上千億顆恆星,有上千億個恆星系,而我們的銀河系只不過是其中之一。

在我們看來,太陽系因為誕生了地球這顆智慧文明星球,才變得與眾不同。其它方面,太陽系跟其它的恆星系沒什麼不同,太陽系的行星布局,空間情況等跟其它恆星系應該也是非常相似的。

可是隨著人類觀測技術的不斷提升,我們觀測發現了不少的恆星,在這些恆星的周圍也看到了行星系統。科學家發現,大部分的恆星系統中的行星布局都跟太陽系有很大的不同,我們的太陽系是屬於特立獨行的那種行星結構。

太陽系的行星結構非常有特點,八大行星中四顆是巖質行星,四顆是氣態行星。而且靠近太陽系內則的都是巖質行星,分別是水星,金星,地球和火星。而四大氣態行星則分布在外側,並且在兩類行星的中間星空還有一個片直徑達兩億多公裡的區域。

這片區域被科學家稱為大分水嶺,著名的小行星帶就布局在這裡。而在太陽系的日照層邊緣帶有一片廣闊的環形柯伊伯帶,它包圍著太陽系,就像是一道屏幕一樣。這還不算完,太陽系的範圍也超出人們過去的預計,科學家還在柯伊伯帶外側觀測到了更加宏偉的奧爾特雲,它的厚度達到了一光年。

如果我們在太陽系外回望,你就會發現太陽系真的太特別了,就像是一個雞蛋一樣,最外層的殼是奧爾特星雲,蛋清則是柯伊伯帶,而八大行星則相當於蛋黃所在的區域。

如此獨特的太陽系行星布局,其它恆星也有嗎?很長時間以來,科學家都認為太陽系的這個模型布局應該是適用於銀河系中所有的恆星系統。可是隨著人類科技的不斷進步,我們觀測到了更多的恆星系統,發現它們與太陽系都不同。

1995年的時候,天文學家發現了第一顆太陽系以外的行星。這個行星叫做飛馬座51b(又名柏勒洛豐)。飛馬座51b距離地球約有51光年,這是一顆和木星類似的氣態巨行星,本來一顆氣態巨行星的發現並沒有引起科學家的重視。

可是後來的觀測結果卻讓科學家驚訝,原來它並不像木星那樣在遠離恆星的地方,而是離主恆星只有700萬公裡。這個距離實在是太近了,科學家稱它為熱木星。

氣態巨行星如此靠近恆星,這完全顛覆了科學家的行星理論,難道這是一個特例?後來科學家又觀測了其它的恆星系統,同樣也發現了不少的氣態巨行星和超級地球,發現這些巨大的行星,它們並沒有遠離恆星,而是在恆星附近環繞。

例如格利澤876d,它的質量是地球的7.5倍。它的質量要比地球加上水星、金星及火星的質量之和還要大,就是這樣一個巨大的巖質行星,它的軌道卻在靠近太陽的內側。

這些外星系行星布局的不斷發現,讓科學家明白了,氣態巨行星或者是超級地球靠近太陽環繞在銀河系是普遍存在的正常現象,有可能在宇宙中也是一種普遍布局。反而是太陽系的行星布局才是宇宙的一個「另類」。

那麼太陽系內的行星布局為什麼會是這樣?科學家經過不斷深入的觀測和研究提出了一個大膽的猜測,這一切有可能跟太陽系最大的行星木星有關。木星雖然在宇宙的氣態行星家族中並不是什麼,可是在太陽系中,它絕對是一個巨無霸的行星。

七大行星加起來也沒有一個木星大,可見它有多麼的巨大,可如此巨大的木星它在太陽系早期是在哪一個區域形成的?過去科學家認為它應該是在遠離太陽的區域依靠引力不斷凝聚形成。

可是在觀測銀河系很多恆星系統後發現,不管是巨大的氣態巨行星還是巖質行星,它們形成的區域基本都是靠近主恆星的位置,也就是在靠近中心的區域。其實這一點也很好理解,我們都明白,恆星在沒有誕生之前,它的區域是一片星雲。

50億年前太陽系的位置是一片太陽星雲,後來附近有恆星發生了超新星爆炸,從而擾動了太陽星雲。太陽星雲通過快速旋轉,在中心凝聚出了原始太陽。原始太陽誕生之後,它的引力不斷吸引著星雲物質向中心聚集,所以那個時候整個星雲越靠近太陽密度是越大的。

木星的質量如此之大,它要形成所需要的物質自然也更多一些,只有在靠近太陽的附近區域才具備這樣的條件。所以,太陽系早期的時候,木星,土星這些氣態巨行星,誕生的區域應該是在內側,而不是外側。

當然,內側的星空除了誕生木星,土星這些巨大行星之外,多餘的物質同樣也凝聚形成了四顆類地行星。同時形成的還有多達上百顆其它的小質量行星,這些行星大部分都聚集在內星系中。如此多的行星聚集在一個密集區域,自然難以保持穩定。

科學家通過模擬發現,早期的太陽系的確非常混亂,行星撞擊是家常便飯,月球就是一顆火星大小的行星跟地球相撞形成的。經過一段時間的不斷撞擊,上百顆行星只剩下了八顆,也就是目前的八大行星。

在不斷的撞擊過程中,木星,土星等這些氣態行星自然也難以獨善其身,在太陽引力跟其它行星的共同作用下,將它們趕出了內星系,到達了外側星域。於是就形成了目前這種比較特殊的行星布局,當然這種布局對於太陽系的穩定起著重要的作用。

木星它的質量太大了,如果一直呆在內星系,那對於地球來說可不是一個好消息,甚至可以改變整個太陽系的引力系統。它到達了目前的外側區域,依靠自己的引力優勢,將外側星域嚴格管理了起來。讓大量的小天體等不會亂跑,從而影響內星系地球的發育。

可以說,地球這顆生命星球的誕生跟木星現在的位置有著密切的關係。而太陽系這種行星布局結構可能也是我們在未來尋找外星生命星球的一個重要參考,太陽系這種行星布局對於生命星球的誕生無疑有著許多優勢。

如果我們在銀河系能夠發現同樣的行星布局系統,那麼在這個系統中存在生命星球甚至是外星文明的可能性無疑會高很多。而從目前的觀測中,存在太陽系這種行星布局的系統是鳳毛麟角,由此可見,生命星球在銀河系也是非常稀少的,而文明星球則可能更加稀少,這可能也是我們找不到外星文明的一個重要原因。

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